DE2732682A1 - AIR-COOLED ELECTRIC MOTOR - Google Patents
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DIPL-ING DR-ING DIPI-PHYS DIPL-ING DR-ING DIPI-PHYS
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Karl Schnell
7065 WinterbachKarl Schnell
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Luftgekühlter ElektromotorAir-cooled electric motor
Die Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühlten Elektromotor. Insbesondere stärkere Elektromotoren erzeugen relativ viel Wärme und es besteht im Falle unzureichender Kühlung die Gefahr einer Schädigung oder gar Zerstörung des Motors. Um dem entgegenzuwirken, setzt man bei luftgekühlten Elektromotoren starke Lüfter ein, die jedoch den Nachteil hoher Geräuschentwicklung haben. Darüberhinaus sind Sicher-The invention relates to an air-cooled electric motor. In particular, more powerful electric motors generate a relatively large amount of heat and, in the event of insufficient cooling, there is a risk of damage or even destruction of the motor. To counteract this, strong fans are used in air-cooled electric motors, but these have the disadvantage of being very noisy. In addition, safety
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heitsvorrichtung notwendig, die bei unzulässig hoher Temperatur in der Wicklung den Motor selbsttätig abscnalten. Starke Lüfter bringen wie gesagt eine beträchtliche Geräuschentwicklung mit sich und es kommt bei kräftigen Motoren nicht selten eine Lautstärke von über 80 Phon zustande.safety device necessary, which is inadmissibly high Temperature in the winding, the motor switches off automatically. As I said, strong fans produce a considerable amount Noise development and with powerful engines it is not uncommon for a volume of over 80 phon.
Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, einen luftgekühlten Elektromotor zu schaffen, der sich im Detrieb weniger erwärmt als herkömmliche Motoren und infolgedessen mit einer geringeren Lüfterleistung auskommt. The object of the invention is therefore to create an air-cooled electric motor that less heated during operation than conventional motors and consequently requires less fan power.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein luftgekühlter Elektromotor vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Statorbleche eine unrunde, insbesondere polygonale Außenkontur aufweisen und benachbarte Bleche oder ßlechgruppen in ürehrichtung so versetzt zueinander angeordnet sind, daß Ecken, Ansätze oder dergleichen zumindest weitgehend freistehen. Die überstehenden Ecken, Ansätze oder dergleichen der Statorbleche oder der Statorblechgruppen können aufgrund ihrer freistehenden Anordnung nicht nur an ihren Stirnkanten, sondern auch an ihren Breitseiten Wärme abgeben und sie wirken dabei als Kühlrippen. Auf diese Weise läßt sich die dem Kühlluftstrom zugängliche Fläche ganz beträchtlich erhöhen, gegebenenfalls um den Faktor einhundert.To solve this problem, an air-cooled electric motor is proposed, which is characterized according to the invention in that the stator laminations have a non-circular, in particular polygonal, outer contour and adjacent plates or groups of laminations are offset from one another in the direction of rotation so that corners, attachments or the like are at least largely free. The protruding corners, approaches or the like of the stator laminations or the stator laminate groups can, due to their free-standing arrangement, give off heat not only on their front edges but also on their broad sides and they act as cooling fins. In this way, the area accessible to the cooling air flow can be increased quite considerably, possibly by a factor of one hundred.
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Demzufolge kann die im Motor entstandene Wärme in weit höherem Maße abgeführt werden als bei den vorbekannten Elektromotoren mit außen kreisrunden Statorblechen. Wenn ein herkömmlicher Elektromotor außen beispielsweise 80° warm wird, so steigt die Temperatur bei einem erfindungsgeraäßen Elektromotor nur noch auf den halben oder einen geringeren Wert an. Die thermische Belastung des Motors wird also ganz erheblich reduziert und damit geht eine Verlängerung der Lebensdauer Hand in Hand. Die geringere Erwärmung des Motors gestattet eine Reduzierung der Lüfterleistung und das hat seinerseits wieder eine Verringerung des Geräuschpegels zur Folge.As a result, the heat generated in the engine can be dissipated to a far greater extent than with the previously known ones Electric motors with stator sheets that are circular on the outside. If a conventional electric motor is outside, for example 80 ° is warm, the temperature rises with an electric motor according to the invention only to the half or less. The thermal load on the motor is therefore reduced considerably and this goes hand in hand with an extension of the service life. The lower heating of the motor allows a Reduction of the fan power and that in turn leads to a reduction in the noise level.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden jeweils etwa drei Statorbleche eine Blechgruppe. Die Bleche einer Blechgruppe liegen deckungsgleich aufeinander, während benachbarte Blechgruppen erfindungsgemäß in ürehrichtung so versetzt zueinander sind, daß die Ecken, Ansätze oder dergleichen zumindest weitgehend freistehen.Form in a particularly preferred embodiment each about three stator laminations a group of laminations. The sheets of a sheet group are congruent with one another while Adjacent groups of sheets according to the invention in the direction of rotation are offset to one another that the corners, approaches or the like are at least largely free.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß dieIn a further development of the invention it is proposed that the
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Statorbleche eine etwa quadratische Außenkontur besitzen und vorzugsweise die ücken geringfügig abgeschnitten sind. Üiese Schnittlinie kann bogenförmig verlaufen, um sie der Gehäuseinnenform besser anzupassen. Durch das Abschneiden der Ecken können in Randnähe größere Bohrungen für die hindurcnzuführenden Schrauben od. dgl. angebracht werden, ßei quadratischer Außenkontor versetzt man benachbarte bleche oder Blechgruppen vorzugsweise um 45° zueinander um möglicnst große "Kühlrippen" zu erhalten.Stator laminations have an approximately square outer contour and the gaps are preferably slightly cut off are. This cutting line can be curved, in order to better adapt them to the shape of the inside of the housing. By cutting off the corners, larger Drilled holes for the screws to be guided through or the like are attached, offset with a square outer contour adjacent sheets or groups of sheets are preferably set at 45 ° to one another in order to obtain the "cooling fins" which are as large as possible.
Bei einem luftgekühlten Elektromotor mit beidseits des Rotors angeordneten Lüftern wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß beide Lüfter etwa gleiche Größe besitzen und jedem mindestens eine Lufteintrittsöffnung des Motorgehäuses zugeordnet ist, wobei sich ungefähr zwischen den Lüftern am Gehäuse wenigstens eine Luftaustrittsöffnung für die beiden Luftströme befindet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ausführungen werden nämlich in diesem Elektromotor zwei getrennte, etwa gleich große Luftströme eingesogen und vorzugsweise über eine gemeinsame Luftaustrittsöffnung aus dem Motorgehäuse ausgeblasen. Der bislang bei Elektromotoren übliche große Lüfter kann dabei entfallen und stattdessen nimmt man je eine etwas vergrößerte Ausführung des bei den vorbekannten Konstruktionen am Kurzschlußring des Rotors angebrachten Kleinlüfters der eigentlich zur Aus-In the case of an air-cooled electric motor with fans arranged on both sides of the rotor, the Invention proposed that both fans have approximately the same size and each have at least one air inlet opening of the motor housing is assigned, with at least one air outlet opening approximately between the fans on the housing for the two air flows. In contrast to conventional designs, this electric motor two separate, approximately equal air streams sucked in and preferably via a common air outlet opening blown out of the motor housing. The large fan that has hitherto been used in electric motors can be omitted and replaced instead one takes a slightly enlarged version of the known constructions on the short-circuit ring of the Small fan attached to the rotor, which is actually used to
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wuchtung angebracht ist. Zum Auswuchten können hier beide benutzt werden.balancing is attached. Both can be used here for balancing.
Schließlich ist es auch noch sehr vorteilhaft, daß jedem der beiden Lüfter und den Lufteinlaßöffnungen ein Luftleitblech zugeordnet ist, welche für eine gute Luftführung im Motorinnern sorgen. Die Luft strömt zunächst in radialer Richtung gegen die Achse und dann radial nach außen. Anschließend fließt sie in Längsrichtung des Motorgehäuses um schließlich über die etwa in der Mitte des letzteren vorgesehene Austrittöffnung oder -öffnungen den Motor wieder zu verlassen. Auf diesem Wege kommt sie an den Statorblechen und den durch die versetzt angeordneten ticken oder dergleichen der Statorbleche gebildeten Schlitzen vorbei, wobei sie die erzeugte Wärme von den erwähnten Kühlrippen abführen kann. Finally, it is also very advantageous that an air baffle is assigned to each of the two fans and the air inlet openings, which ensure good air guidance inside the motor. The air first flows in a radial direction against the axis and then radially outwards. It then flows in the longitudinal direction of the motor housing to finally exit the motor again via the exit opening or openings provided approximately in the middle of the latter. In this way it gets past the stator laminations and the slots formed by the staggered ticks or the like of the stator laminations, whereby it can dissipate the heat generated from the mentioned cooling fins .
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bs zeigen:An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Bs show:
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Figur 1 in scheniatischer Darstellung einen vertikalen Längsmittelschnitt durch den erfindungsireinäßen Motor,Figure 1 in scheniatischer representation of a vertical longitudinal center section through the erfindungsi r einäßen motor,
Figur 2 eine Vorderansicht des Motors.Figure 2 is a front view of the engine.
Der Rotor, die Lagerung und mit Ausnahme des Luftdurchtritts das Motorgehäuse können ebenso wie die sonstigen nicht erwähnten Teile des Elektromotors von herkömmlicher Bauart sein. Die Außenkontur der Statorbleche weicht erfindungsgemäß von der Kreisform ab. beim Ausführungsbeispxel finden viereckige bzw. quadratische Statorblechen1 Verwendung. Dabei sind die Ecken der Statorbleche vorzugsweise etwas abgeschnitten, wobei die Schnittlinie 2 entsprechend der Krümmung des Gehäuses kreisbogenformig verlaufen kann. Unmittelbar aneinander anliegende Bleche oder Blechgruppen sind in Dreh- oder Urafangsrichtung so gegeneinander versetzt angeordnet, daß die Ecken, wie Figur deutlich zeigt, weitgehend freistehen. In bevorzugter Weise ergeben jeweils 3 Bleche eine Blechgruppe mit deckungsgleich liegenden Blechen. Die Ecken der Bleche bzw. Blechgruppen bilden Kühlrippen, welche die im Motor entstehende Verlustwärme rasch an die Kühlluft abgeben. Bei quadratischen Blechen sindThe rotor, the bearing and, with the exception of the air passage, the motor housing, like the others, can not be mentioned Parts of the electric motor can be of conventional design. The outer contour of the stator laminations differs according to the invention the circular shape. Square or square stator laminations1 are used in the exemplary embodiment. There are those Corners of the stator laminations preferably cut off somewhat, the cutting line 2 corresponding to the curvature of the housing can run in the shape of a circular arc. Plates or groups of plates that are in direct contact with one another are in the direction of rotation or in the Urafang direction so offset from one another that the corners, as the figure clearly shows, are largely free. Preferably 3 sheets each result in a sheet group with congruent sheets. Form the corners of the sheets or groups of sheets Cooling fins, which quickly release the heat generated in the engine into the cooling air. For square sheets are
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die Bleche oder beim Ausführungsbeispiel die aus drei Blechen bestehenden Blechgruppen, jeweils um 45° versetzt zueinander montiert.the sheets or, in the exemplary embodiment, the sheet metal groups consisting of three sheets, respectively Mounted offset to each other by 45 °.
Auf die Motorwelle 3 ist beidseits der Rotors je ein verhältnismäßig kleiner Lüfter 4 bzw. 5 aufgesetzt. Außerdem ist jedem Lüfter noch das trichterförmige Innenteil 6 je eines Leitbleches 7 bzw. 8 zugeordnet. Die Leitbleche sind im Bereich wenigstens je einer Lufteintrittsöffnung 9 bzw. 10 im Motorinnern montiert. Mit Pfeilen 11 bzw. 12 ist der Strömungsweg der beiden Luftströme in Figur 1 symbolisiert. Sie treten über wenigstens eine gemeinsame oder mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Austrittsöffnung bzw. Austrittsöffnungen in erwärmten Zustand wieder aus.A relatively small fan 4 or 5 is placed on the motor shaft 3 on both sides of the rotor. In addition, each fan is assigned the funnel-shaped inner part 6 of a respective guide plate 7 or 8. The baffles are in the region of at least one air inlet opening 9 or 10 in the motor interior assembled. The flow path of the two air flows is symbolized in FIG. 1 by arrows 11 and 12, respectively. they kick via at least one common or at least two outlet opening arranged directly next to one another or outlet openings in the heated state.
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