DEP0009013DA - Luftführung für elektrische Kollektormaschinen, insbesondere Wechselstromkollektorbahnmotoren mit Gebläse- kühlung. - Google Patents

Description

luftführung für elektrische KollekfrorMas chine n,ins~besondere Wechselstromkollektorbahnmotoren mit Gebläsekimlungo

WechselBtrombahnmotoren (Kollektormotoren) ha&en hohe Ariker*-» and Kollekt3?orverluste» Insbesondere gilt dies für 50 Hz-Motoren, die der Komma t ie rung wegen für verhältnismässig niedrige Spannung und hohen Strom, also mit grossem Kollektor und wehr vielen Bürsten ge*- baut werden müssen, und die infolge ihrer grossen Pol¹- und Drehzahl erhebliche Eisenverluste sowie zusätzliche Wirbelströme in der Aa*- kerwicklung besitzen= Derartige Motoren werden daher mit besonders kräftiger lüftung durch G-eblase ausgerüstet» Dabei sollen folgende Bediigingen erfüllt werden!

1) Jeder Teil des Motors, also Ständer, Inker und Kollektor^ soll für sich einen angemessenen !Teil kalter frischluft unmittelbar zugeführt erhalten» Es sollen also nicht etwa mehrere Teile in Bezug auf den luftstrom hintereinander geschaltet sein, weil dann die luft beim Eintritt in die folgenden Teile bereits vorgewärmt sein würde»

2) Eine Wärmeübertragong zwischen den einzelnen Teilen, vor allem zwischen Inker und Kollektor soll verhindert werden«

3) Der die Kollektoroberfläche bestreichende luftstrom soll naeh aussen, d.h« zum lagerschild hin gerichtet sein, der durch Bürsten« abnutzung entstehende Kohlenstaub soll also aus dem Motor heraus«* geblasen werden und nicht etwa in die Wicklungen hinein*

4) Die gesamte Kühlluft soll dem Motor möglichst an einer einzigen Stelle zugeführt werden, zweeks Vereinfachung der im lokomotivge*-* stell unter-zubringenden₃ ziemlich viel Baum beanspruchenden luft*- kanäle»

5; Die We^e für die einzelnen Kühlluftströme innerhalb des Motors sollen geringe iMnge und grossen yuersehnitt feesitzen, damit die Gebläse keinen hohen GegendEuck au überwinden haben und nur massige jkntrxebsleistung verbrauchen^

6) Die Sichtung der luftstrSme soll überall der natürlichen Venti** lationsriehtung entsprechen^ also im Sinne der Fliehkräfte radial von innen nach aus~sen_? damit auch bei etwaigem Stillstand des Gebläses noch eine, wenn auch verminderte Selbstlü^tung bestehen bleich

Eine befriedigende lösung, die allen diesen Bedingangen genügt, ist bisher nicht bekannt geworden* Wenn die Kühlluft über deJi Kollektor hinweg nach außen gerichtet sein soll, so maß sie entweder vom Ständer o€er ^rom Anker herkommen» Vom Ständer her ist sie vorgewärmt and müßte auf die Kollektorfläche entgegen der fliehkraft heruntergedrückt werden« Tom Inker her ,ist sie stark vorgewärmt und kann nur durch 3.1 e Kollektorfahnen zutreten-, die dann offen, d«h° mit leesen Zwischenräumen auszuführen sind» Bei nicht laufenden?! Gebläse¹ müssen dann aber die als Ventilator wirkenden Fahnen die" Luft" durch H en inker hindurchziehen» Es entsteht daher hinter den Fahnen ein Unterdruck, der Wirbelbildung hervorruft und hier leicht zu Verschmutzung und dadurch zur Bildung von Kriechstromen

J- - -tr —-L-

und Überschlägen führt» In beiden Fällen kann zwar die gesamte Kühlluft vom lagerschild der intriebsseite (dem dem Kollektips ab'-* gewandten Seite} zugeführt werden, doch liegen in federn Fall die wärmeren Wickelkäpfe gerade auf der dem Kollektor benachbarten

Wollte man andererseits die {Luftzuführung awiBchen Kollektor und benachbarten- Ständerwiekelkopf legen^ so bleibt "dieser' zwar kalter, die luft geh-t dann aber in zwei entgegengesetzt gerichteten Teilströmen weiter", feils über den Kollektor weg (wieder der Fliehkraft entgegen}, teils durch bzw» über den Ständer, insgesamt also durch beide Lagerschilde nach außen» Die Kühlluft für den inker müßte dann durch einen besonderen Stutzen an der einen oder anderen Seite zugeführt werden, und zwar ware die natürliche Richtung von der Kollektor- zur intriebsseite^ doch ist hier nirgends mehr genügend Platz vorhanden, insbesondere nicht auf der Kollektorseite, wo überdies,das in die Kollektorbuchse hineinragende inkerlager der Durchgangsquerschnitt stark einengt» Duräh die vorliegende Erfindung werden die geschilderten Schwierigkeiten "dadurch behoben, daß man jedem der drei Teile Anker,, Ständer und Kollektor wenigstens einen von mehreren parallelen Frischluftströmen zuführt und das Blechpaket des Ständers und Läufers durch Luftschlitze unterteilt« Dabei wird je ein Kühlluftstrom- von den beiden Stirnseiten aus dem Ständer und inker zugeführt und verläßt diese Teile durch den zwischen den Blechpakethälften eingeschlos*- senen Luftschlitz in Richtung von Öffnungen in der G-ehäuseaußenwand« Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Abbildung dargestellt ο Das Blechpaket des Ankers ist in die beiden Hälften 1 und 2 unterteilt« Eine entsprechende Unterteilung ist im

Ständer ν ob genommen -> Die Bleehpakete sind hier mit 3 and 4 bezeichnet* Zwischen ihnen (befindet sieh der Luftkanal 5. Die gesamte Kühlluft tritt durch eine einzige öffnung 6- durch das lagerschild der Antriebsseite ein» Sie" teilt sieh dann in eine Reihe von parallelen EinzelB"trömercö Ein Teil (Pfeil 7) geht "durch die rechte Hälfte de^js ^nkerbleehpaketes nach dem mittleren Luftschlitz, ein zweiter Teil ciurch einen Kanal 8 im Inker (JLnkerbolirung) hindurch unter d-em dem Kollektor 9 benachbarten 'Wickelkopf -hinweg" durch die linke Jbikerblechpakethälfte 1 (Pfeil 10) ebenfalls zum Luftschlifz» Die beiden. Luftstrom^ (-Pfeile 7 urtd 10)-^ver einigen sich und werden durch d-en Schütz 5, -unterstut-zt- durch -die 'Ventilatorwirkung der diesen -Schlitz durchquerenden Wiellungen, nach außen gel-eitet* Sie treten durch Öffnungen-in d-er Außenwand d-es Gehäuses-ans Freie (P-feile 11)» Der-Inker wird also von beiden Stirnseiten her symmetrisch belüftet» Der dem- Kollektor benachbarte Wickelkopf wird, ebenso gut gekühlt· wie-d-er auf- der In tr iebsseite* Dazu kommt, daß durch "die Parallelschaltung der Luftströme der Durchgangsquer- -schnitt verdoppelet, die -feglänge- halbiert- und- sOmit d-er Luftwiderstand stark -vermindert ist» Die S-tänderkühlung ist äianlich aufgebaut-» Ein Teilst rom- geht vom antriebsseitigen La-gers child unmittei,-b,ar durch (Asw» über; die reehte Ble-chpak-e-thälfte- 4 zum mit tier enr luftschutz (Pfeile 12 und 13). -S-iif- zweiteΐ ieilstrom (Pfeile- 14 und 15) geht durch-die im Gehäuserücken angebrachten, geräumigen -luftkanäle 16 (vergl» Abbildung 2) zum linken Wickelkopf, wird hier amgelenkt- (Pfeile 17) und geht durch die linke Blechpakethälf·- te eJienfalls ^am Luftschlitz 5, vart wo beide Ströme_? vereint mit den vom winker kommenden Strömen, durch das G-ehäase- ins Freie treten (Pfeile 11_r Fig» 1 und-2-)»

Der Kollektor wird gleichfalls doppelt gekühlt, έ,όμ übe-rwiegiHden Teil von innen her durch einen luftstrom, der durch die Inker— bohrung 8 läuft, radial nach außen abbiegt, durch die offenen Fahnen 18 (Pfeil 19) tritt und über die Kollektorf lache hinweggeht * Zu diesem Luftstrom tritt ein zweiter, der von dem durch die Langskanäle 16 im G-ehäaeerüeken fließenden Strom angezweigt wird (Pfeil 20)-» Beide Luftlströme bestreichen die Kollektorlamellen Tindiitreten durch Öffnungen 21 im linken Lagerschild ins Freie» Der erstgenannte Luftstrom hat hier_} da die große Inkerbohrung 8 nur wenig Tfideretand bietet, unmittelbaren freien Zutritt z\i den Fahnen, außerdem können am Inker- oder Kollektorkörper Rippen angebracht herden, die", als Ventilatorflügel wir&end, auch bei stillstehendem Gebläse einen kräftigen Überäruek in Eiehtung auf die

Fahnen erzeugen and dadurch jede Wirbelbildung, Verschmutzung und Überschlagsgefahr vormeiden»

"Die Längskanäle 16 im G-ehäus erücken können, wie aas Abbildung 2 ersichtlich ist, zwischen zickzackförmig angeordneten Rippen gebildet werden, so daß Kanäle mit etwa dreieekförmigen Querschnitt entsteinen, deren Spitzen abwechselnd nach innen und nach außen gerichtet sind«. Die zwischen den mit 16 bezeichneten Kanälen gebildeten Eäume dienen zum Sammeln der aus dem Luftschlitz 5 entweichenden .Luft und führen diese^Üffnungen (Pfeile,- 11) nach außen« Das Gehäuse erhält durch diesen Aufbau eine große Steifigkeit bei geringem Gewicht* Es empfiehlt sich, keinen am inker angebauten Windflüge,! vorzusehen, weil dieser bei Bahnmotoren wegen des Links- und Hechtslaufes .radial stehende Schaufeln erhalten müßte, die erfahrungsgemäß „den von_jsinem besonderen Gebläse erzeugten Kühlluftstrom behind.er_n« Eine gewisse Ventilation wird schon durch die offenen Kollektorfahnen einerseits, die den Luftschlitz 5 durchquerenden Ankerspulen andererseits sowie auch durch die Ankerwickelköjgfe erzeugt« Will man, etw^a bei kleineren Leistungen, das besondere Motorgebläse erspare_n, so kann man ein Gebläse an das Motorgehäuse anbauen und in an sich bekannter W,eise von der inkerwelle mit Hilfe von Klemmgeeperren so antreiben, daß es s-tets im gleichen Sinne umläuft<>

Da die Kühlluftführung nach der vorliegenden Erfindung eine besonders wirksame Kühlung bringt, kann die überall, dort angewand-t werden,, wo es darauf ankommt, große Leistungen in verhiältnjLsmäßig kleinem Hanm unterzubringen* Die Anwendbarkeit der Erfindung ist dsshalb nicht. auf Bahnmotoren oder auf Preq.uenzen um 50 Hz beschränkt, sondern kann vielmehr auch bei Generatoren und anderen JPrrecyienzen-FalSxJiG Hz und auch bei Gleichstrommaschinen ,angewandt werden<,

2 ffigar-en
^Ansprüche«

Claims (1)

1. Patentansprüche ι

   1* Luftführung für elektrische Kollektormaschinen, insbesondere Wechselstromkollektorbahnmotoreh mit Gebläsekühlung, dadurch gekenn*- zeichnet, daß Jedem der drei Teile Anker, Ständer und Kollektor wenigstens einer von mehreren parallelen frischluft strömen zugeführt wird, wobei ^rje ein Kühlluftstrom für Ständer und Anker von

   beiden Stirnseiten aas in diese Teile eintritt und durch einen die Blechpakete unterteilenden luftschutz zu Öffnungen in der Gehäuse— wand geführt wird«

   2* Luftführung nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft zum Kollektor teils durch Kanäle im Anker (von innen her) durch die offenen Kollektorfahnen, teils öurch Längskanäle im G-ehäuserüeken (von außen her) zugeführt wird und der gesamte, Kühl— luftstrom durch Öffnungen im kollektorseitigen Lagerschild nach außen tritt«

   3* Luftführung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet _t daß im G-ehäuserüeken durch sGhräg "zum Radius stehende Bippen Längskanäle geschaffen wurden, welehe radiale Luftaustrittskanäle für die den Läufer und Ständer verlassende Luft einschließen» 4o Luftführung nach Insprach 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet_s daß die gesamte Kühlluft durch eine öffnung, vorzugsweise im antriebsseitigen Lagerschild, zugeführt wird*