CH371506A - Einrichtung zum Kühlen an geschlossenen elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

      Einrichtung    zum Kühlen an geschlossenen     elektrischen        Maschinen       Als elektromotorische Antriebe werden, insbeson  dere im     Werkzugmaschinenbau,    in zunehmendem  Umfang vollkommen geschlossene Motoren, insbeson  dere Gleichstrommaschinen, angewendet. Bei sol  chen Motoren macht die Kühlung Schwierigkeiten,  insbesondere, wenn ein grosser Regelbereich erforder  lich ist und sehr kleine Drehzahlen während des  Betriebes längere Zeit eingestellt bleiben müssen, wo  bei ausserdem meist das volle Drehmoment abgege  ben werden muss. Auf der Motorwelle sitzende Lüf  ter sind in solchen Fällen praktisch wirkungslos.

   Es  muss dann entweder ein stark überdimensionierter  Motor ohne Belüftung verwendet werden, der ausser  dem noch eine Sonderauslegung erfordert, oder es  muss eine Fremdbelüftung für den Motor vorgesehen  werden. Die erstere Lösung erfordert eine wesent  lich grössere Ausbildung des Motors und ist infolge  dessen teuer. Für Regelmotoren ist ausserdem die  damit verbundene Vergrösserung der     Anlaufzeitkon-          stante    und die durch den meist nötigen Mehrauf  wand an Erregerkupfer hervorgerufene Vergrösse  rung der     Erregerzeitkonstante    sehr nachteilig. Man  hat deshalb auch die Anwendung von Fremdbelüf  tung mittels eines gesondert angetriebenen Lüfters  vorgeschlagen, der entweder durch Rohre an den  Motor angeschlossen oder unmittelbar am Motor  angebaut ist.

   Dabei genügt es in vielen Fällen, wenn  die Fremdluft über die Oberfläche des Motors hin  weggeblasen wird, besonders, wenn diese zur bes  seren Wärmeabfuhr mit     Rippen    versehen ist. Bei  Gleichstrommaschinen und sonstigen Ausführungen  elektrischer Maschinen mit ausgeprägten Polen ist  der Effekt dieser Kühlungsart jedoch gering, weil  die Verlustwärme hauptsächlich im Läufer auftritt  und der Wärmeübergang von diesem auf den Stän  der schlecht ist.    Es sind auch Maschinen, insbesondere mit grö  sseren Leistungen bekanntgeworden, bei denen ein  im Motorinneren angeordneter Lüfter die Innenluft  durch einen Rückkühler     hindurchtreibt,    von dem die  abgekühlte Luft wieder in den Motor zurückströmt.

    Der Rückkühler wird dabei durch einen zweiten Luft  strom gekühlt, der durch einen ausserhalb der Ma  schine angeordneten Lüfter erzeugt wird. Alle diese  Ausführungen haben den Nachteil, dass sie sehr auf  wendig und teuer sind. Oft werden auch die Ma  schinenabmessungen hierdurch in unzulässiger Weise  vergrössert. Insbesondere bei kleinen Gleichstrom  maschinen mit nur wenigen     kW        Leistung        sind    daher  solche Ausführungen mit besonders angeordnetem  Rückkühler     verhältnismässig    unwirtschaftlich. Die  Erfindung zeigt, wie man die angegebenen Schwierig  keiten überwinden kann.  



  Erfindungsgemäss ist der Lüfter in der Weise als  Rückkühler für die umgewälzte Luft ausgebildet, dass  das     Lüfterrad    aus einer das Gehäuse der Maschine  nach aussen abdeckenden Scheibe besteht, die nicht  nur auf ihrer dem     Motorinneren    zugewandten Seite,  sondern auch auf ihrer Aussenseite mit     Lüfterflügeln          besetzt    ist, durch die ein die Scheibe auf ihrer Aussen  seite kühlender Luftstrom erzeugt wird.

   Der Innen  raum des Maschinengehäuses ist dabei     vorteilhaft    in  axialer Richtung durch Gleitflächen, Blenden und  dergleichen derart unterteilt, insbesondere halbiert,  dass in dem einen Teil die Luft hin- und     in    dem an  deren     zurückströmt.    Sie kann dabei an dem als  Rückkühler wirkenden Lüfter so stark abgekühlt  werden, dass auf diese Weise eine hinreichende Küh  lung des Motors ohne einen ausserhalb des Motors  liegenden besonderen Kühler erreichbar ist.

   Die äusse  ren     Lüfterflügel    können ausserdem noch von einem       Hilfsgehäuse    umgeben sein, dessen Austrittsöffnun-      gen so gerichtet sind, dass der von den äusseren       Lüfterflügeln        geförderte    Luftstrom über die Aussen  fläche des Maschinengehäuses in an sich bekannter  Weise     hinwegfliesst.    Dadurch kann eine noch bessere  Kühlung der elektrischen Maschine erreicht werden.  



  In der     Fig.1    der Zeichnung ist eine elektrische  Maschine dargestellt, die mit einem Ausführungsbei  spiel der gemäss der Erfindung ausgebildeten Kühl  einrichtung versehen ist. 1 ist das Gehäuse der Ma  schine, das an beiden Enden durch die Lagerschilde  2 und 3 geschlossen ist, in welchen die Motorwelle  4     gelagert    ist, auf welcher der Läufer 5 sitzt. 6 ist  der Ständer der Maschine, der mit ausgeprägten  Polen versehen ist. Am linken Ende der Maschine  ist gleichachsig ein     Lüftermotor    7 befestigt. Der Lüf  ter besteht aus einer Scheibe 8, der auf der dem  Motor zugewandten Seite mit inneren     Lüfterflügeln     9 und auf seiner Aussenseite mit äusseren Lüfter  flügeln 10 besetzt ist.

   Der Lüfter bildet die Tren  nung zwischen dem Innenraum der Maschine und  dem Aussenraum. Die Abdichtung zwischen der     Lüf-          terscheibe    und dem Lagerschild 2 des Motorgehäuses  wird durch ein Labyrinth 11 bewirkt. Der von dem  inneren     Lüfterflügel    9 erzeugte Luftstrom tritt durch  in dem oberen Teil des Lagerschildes 2 befindliche  Öffnungen 12 in den Motorinnenraum hinein, der  in axialer Richtung durch     Leitflächen    13 in einen  oberen und unteren Raum derart unterteilt äst, dass  der durch die Öffnung 12 eintretende Luftstrom zu  nächst durch den oberen Raum     hindurchfliesst,

      dann  nach dem unteren Raum umgelenkt wird und in die  sem in der     Pfeilrichtung    wieder zurückfliesst und  schliesslich durch die im unteren Teil des Lager  schildes 2 befindlichen Öffnungen 14 den inneren       Leitflächen    des     Flügelrades    9 wieder im Kreislauf       zugeführt    wird. Die Luft streicht hierbei an der als       Rückkühlfläche    dienenden Scheibe 8 entlang, die auf  ihrer Aussenseite durch den Luftstrom geführt wird,  der von den äusseren     Leitflächen    10 erzeugt wird.

    Die äusseren     Leitflächen    10 sind ferner von einem       Hilfsgehäuse    15 umgeben, das bis über das Maschi  nengehäuse 1 hinüberragt. Der aus der Öffnung zwi  schen dem Maschinengehäuse 1 und dem Hilfsge  häuse 15 austretende Luftstrom wird in der Pfeil  richtung 16 über die Aussenfläche des Gehäuses 1  hinweggeblasen und bewirkt so eine zusätzliche Küh  lung des Gehäuses 1 auf seiner Aussenseite. Der durch  Öffnungen 17 des     Hilfsgehäuses    eingesaugte Luft  strom dient ausserdem zur Kühlung des     Lüftermo-          tors    7.  



  Um in manchen Fällen einen besonders guten       Rückkühleffekt        mit    dem Lüfter     zu    erzielen, kann die  mit den     Lüfterflügeln    besetzte Scheibe     mit        tangen-          tialen,    insbesondere     zickzackförmigen        Wellungen    ver  sehen sein. Die beiderseitigen     Lüfterflügel    sind dabei       vorteilhaft    auf den äusseren Spitzen der     Wellungen       angebracht.

   Dadurch wird die Berührungsfläche für  die geförderte Luft auf beiden Seiten vergrössert und  so ein besonders guter Wärmeübergang erzielt.  



  Die     Fig.    2 und 3 der Zeichnung zeigen ein Aus  führungsbeispiel eines in solcher Weise ausgebildeten       Lüfterrades    im Aufriss bzw. im Schnitt. Die Lüfter  scheibe 8, welche die inneren     Lüfterflügel    9 und die  äusseren     Lüfterflügel    10 trägt, ist mit     tangentialen          Wellungen    versehen, die einen     zickzackförmigen     Querschnitt besitzen. Die     Lüfterflügel    9 und 10 sind  dabei auf den jeweils äusseren Kanten der     Wellungen     angebracht.

   Auf diese Weise wird ein besonders guter  Wärmeübergang zwischen der Innen- und Aussen  luft durch das aus     einem    gut wärmeleitenden Mate  rial, z. B.     Siluminguss,    bestehende     Lüfterrad    erzielt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Kühlen an einer geschlossenen elektrischen Maschine mittels eines die Luft inner halb des Maschinengehäuses umwälzenden Lüfters, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter in der Weise als Rückkühler für die umgewälzte Luft ausgebildet ist, dass das Lüfterrad aus einer das Gehäuse nach aussen abdeckenden :Scheibe besteht, die nicht nur auf ihrer dem Motorinneren zugewandten Seite, son dern auch auf ihrer Aussenseite mit Lüfterflügeln besetzt ist, durch die ein die Scheibe auf ihrer Aussen seite kühlender Luftstrom erzeugt wird. UNTERANSPRüCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Innenraum des Maschinen gehäuses in axialer Richtung durch Leitflächen der art unterteilt ist, dass in dem einen Teil die Luft hin- und in dem anderen zurückströmt. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die äusseren Lüfterflügel von einem Hilfsgehäuse umgeben sind, dessen Austrittsöffnun gen so gerichtet sind, dass der von dem äusseren Lüf- terflügeln geförderte Luftstrom über die Aussen fläche des Maschinengehäuses hinwegfliesst. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die mit den Lüfterflügeln besetzte Scheibe tangentiale Wellungen hat. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseitigen Lüfterflügel auf den äusseren Kanten der Wellungen sitzen. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die äusseren Lüfterflügel umgebende Hilfsgehäuse so gestaltet ist, dass die von den äusseren Lüfterflügeln angesaugte Luft über die Oberfläche eines den Lüfter antreibenden Hilfsmotors hinwegstreicht.