AT1351U1 - Elektrische maschine - Google Patents

Abstract

Bei einer elektrischen Maschine ragt die Welle (2) über das betriebsseitige Lager (6) hinaus und weist von dieser Seite eine zentrische Bohrung (13) bis nahe dem antriebsseitigen Lager (5) auf. In der Bohrung (13) ist zentrisch ein Rohr (7) befestigt, welches in einem Sackloch (14) am Bohrgrund befestigt ist, wobei das Rohr (7) im Bereich des Bohrgrundes eine seitliche Bohrung (15) aufweist. Am Ende der Welle (2) beim betriebsseitigen Lager (6) außerhalb des Maschinengehäuses ist am Lagerschild (3) eine Einrichtung (9) befestigt, über die Wasser als Kühlflüssigkeit, in das Rohr (7) gelangt und über den Raum zwischen Rohr (7) und Bohrung (13) zurückfließt. Das Rohr (7) wird durch zwei in einem Abstand auf das Rohr (7) aufgeschobene Scheiben (8, 16) mit axialen Löchern (17) zentrisch in der Bohrung (13) gehalten. Durch diese Ausführung wird die in der Rotorwicklung und im Rotor auftretende Verlustwärme, die sich auf die Welle überträgt optimal abgeführt.

Description

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  Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, bestehend aus einem Stator, einer   flüssigkeitsgekühlten   rotierenden Welle, mit auf dieser starr befestigtem Rotor und einem Gehäuse in dem der Stator befestigt ist und wobei das Gehäuse beidseitig ein Lagerschild aufweist, in welchem je ein   Wälzlager   befestigt ist, über die die mit einem Wellenstummel versehene Welle gelagert ist, die über das betriebsseitige Lager hinausragt und eine   zentnsche   Bohrung aufweist, in der zentrisch ein Rohr befestigt ist, und am Ende der Welle beim betriebsseitigen Lager ausserhalb des Maschinengehäuses eine am Lagerschild befestigte Einrichtung vorgesehen ist, über die   Kühlflüssigkeit,   vorzugsweise Wasser in das Rohr gelangt und über den Raum zwischen Rohr und Bohrung zurückfliesst. 



  Bei elektrischen Maschinen obiger Bauart entsteht Verlustwärme die abgeführt werden muss. Dies kann auch durch Frischluftkühlung erfolgen, wobei man dabei zwischen Selbstkühlung durch Luftbewegung oder Strahlung ohne Zuhilfenahme eines Lüfters,   Eigenlüftung   durch einen am Läufer angebrachten oder von ihm angetriebenen Lüfter und Fremdkühlung unmittelbar durch Fremdluft unterschieden wird. Die Wirkung der Selbstkühlung und der   Eigenlüftung   ist von der Drehzahl der Maschine abhängig, die Fremdkühlung hingegen ist davon unabhängig. Weiters ist auch eine unmittelbare Wasserkühlung durch in Rohren im Gehäuse fliessendes Wasser möglich, weiche ebenfalls drehzahlunabhängig ist. Eine andere Kühlungsart ist die Kreislaufkühlung, bei der das Kühlmittel z. B.

   Luft, Wasserstoff   o. dgl.   im Kreislauf durch die Maschine und einen   Wasser- oder Luftkühler   strömt. Die Kreis-   laufkühlung   kann drehzahlabhängig oder drehzahlunabhängig ausgeführt werden. 



  In der GB-A-1   019 804   ist die Kühlung der Rotorwelle bei einer hochtourigen elektrischen Maschine beschrieben. Dabei weist die Welle eine Durchgangsbohrung auf, in der zentrisch ein Rohr fixiert ist. Ein eigener Teil mit radialen Bohrungen zur Befestigung des Rohres in der Durchgangsbohrung und zum Verschliessen des Rohres und der Durchgangsbohrung auf einer 

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 Seite ist hier notwendig. Dieser Teil erfordert aufgrund der Bohrungen einen hohen Bearbeitungsaufwand Weiters ist auch die Abdichtung dieses Teiles in der Bohrung, bei Verwendung von flüssigem   Kühlmittel,   sicher problematisch. 



  Bei den Rotorwellenkühlungen in der   WO-A-90/09053   und der FR-A-1 163 764 weist die Welle ebenfalls eine Durchgangsbohrung auf, die auf einer Seite mit einem Teil verschlossen ist. 



  Bei der in der CH-PS 337 267 beschriebenen elektrischen Maschine mit flüssigkeitsgekühlter Rotorwelle ist diese aus mehreren Teilen aufgebaut. 



  Die Herstellung dieser   gekühlten   Rotorwelle ist zeitaufwendig und weiters müssen die einzelnen Teile auch genau gefertigt werden um eine Unwucht der Rotorwelle auszuschliessen. 



  Die in der GB-OS 2 099 229 dargestellte Rotorwellenkühlung ist ebenfalls in der Herstellung ziemlich aufwendig. Die Rotorwelle besteht zwar hier nur aus einem Teil, jedoch sind für die   Kühlkanäle   axiale Ausfräsungen und radiale Bohrungen erforderlich. 



  Die der SU-PS 1 236 584-A und der EP-OS 0 231 502 entnehmbaren Varianten von Rotorwellenkühlungen sind im Aufbau und in der Herstellung ebenfalls sehr kompliziert und arbeitsaufwendig. So sind bei jener in der EP-OS radiale Bohrungen als   Kühlkanäle   vorgesehen. 



  Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die im Rotor entstehende   Verlustwärme   optimal abzuführen. 



  Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die zentrische Bohrung in der Welle vom betriebsseitigen Lager bis nahe dem antriebseitigen Lager reicht, und dass das Rohr in einem Sackloch am Grund der Bohrung befestigt ist, wobei das Rohr im Bereich 

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 des Grundes der Bohrung mindestens eine seitliche Bohrung aufweist. Dadurch wird die in der Rotorwicklung und im Rotor vorhandene Verlustwärme, die sich auf die Welle überträgt auf einfache Weise abgeführt. 



  Von Vorteil Ist, dass das Rohr durch mindestens zwei in einem Abstand auf das Rohr aufgeschobene Scheiben mit axialen Löchern zentrisch in der Bohrung befestigt ist. Dies ist eine mögliche und einfache Art der Zentrierung des Rohres in der Bohrung. Die achsialen Löcher sind für den Rückfluss der Kühlflüssigkeit notwendig Bei einem geringen Abstand zwischen Rohr und Bohrung sind jedoch Stege gegenüber der Scheibe vorzuziehen, da die Löcher in der Scheibe für einen Durchfluss zu klein wären. 



  Die Einrichtung für den Zu- und Ablauf für die   Kühlflüssigkeit   ist über eine Gleitringdichtung gegenüber der Welle abgedichtet. Durch die Gleitringdichtung wird verhindert, dass elektrisch leitende Teile der Maschine mit der Kühlflüssigkeit in Berührung kommen, wodurch auch eine Zerstörung der Maschine verhindert wird. 



  An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nun noch näher erläutert. 



  Die Fig. zeigt einen Schnitt durch die elektrische Maschine, wobei der Stator und das angrenzende Gehäuse nicht dargestellt sind. 



  Die erfindungsgemässe elektrische Maschine besteht wie allgemein bekannt aus einem Stator, einer rotierenden Welle 2, mit auf dieser starr befestigtem Rotor 1 und einem Gehäuse in dem der Stator befestigt ist. Das Gehäuse weist beidseitig ein Lagerschild 3,4 auf, in denen je ein Wälzlager 5,6 befestigt ist, über welche die mit einem Wellenstummel versehene Welle 2 gelagert ist. 



  Die Welle 2 ragt über das betriebsseitige Lager 6 hinaus und weist von dieser Seite eine zentrische Bohrung 13 bis nahe dem antriebsseitigen Lager 

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 5 auf. In der Bohrung 13 ist zentrisch ein Rohr 7 befestigt, welches in ein Sackloch 14 am Bohrgrund gesteckt ist. Im Bereich des Bohrgrundes weist das Rohr 7 eine seitliche Bohrung 15 auf. Am Ende der Welle 2 beim betriebsseitigen Lager 6 ausserhalb des Maschinengehäuses ist am Lagerschild 3 eine Einrichtung 9 befestigt, über die   Kühlflüssigkeit,   welche Wasser ist, in das Rohr 7 gelangt und über den Raum zwischen Rohr 7 und Bohrung 13 zurückfliesst. 



  Das Rohr 7 ist durch zwei in einem Abstand auf das Rohr 7 aufgeschobene Scheiben 8,16 mit axialen Löchern 17 in der Bohrung befestigt. Es kann aber auch durch je zwei an zwei Stellen am Umfang in Längsrichtung am Rohr 7 befestigter Stege zentrisch in der Bohrung 13 gehalten werden. 



  Die Einrichtung 9 besitzt einen Zu- 11 und einen Ablauf 12 für die Kühlflüssigkeit und ist über eine Gleitringdichtung 10 gegenüber der Welle 2 abgedichtet. 
 EMI4.1 

Claims (2)

1. ANSPRÜCHE 1. Elektrische Maschine, bestehend aus einem Stator, einer flüssigkeits- gekühlten rotierenden Welle, mit auf dieser starr befestigtem Rotor und einem Gehäuse in dem der Stator befestigt ist und wobei das Gehäuse beidseitig ein Lagerschild aufweist, in welchem je ein Wälzlager befestigt ist, über die die mit einem Wellenstummel versehene Welle gelagert ist, die über das betriebsseitige Lager hinausragt und eine zentrische Bohrung aufweist, in der zentrisch ein Rohr befestigt ist, und am Ende der Welle beim betriebsseitigen Lager ausserhalb des Maschinengehäuses eine am Lagerschild befestigte Einrichtung vorgesehen ist, über die Kühl- flüssigkeit, vorzugsweise Wasser in das Rohr gelangt und über den Raum zwischen Rohr und Bohrung zurückfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrische Bohrung (13) in der Welle (2)

   vom betriebsseitigen Lager (6) bis nahe dem antriebseitigen Lager (5) reicht, und dass das Rohr (7) in einem Sackloch (14) am Grund der Bohrung (13) befestigt ist, wobei das Rohr (7) im Bereich des Grundes der Bohrung (13) mindestens eine seit- liche Bohrung (15) aufweist.
2. 2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (7) durch mindestens zwei in einem Abstand auf das Rohr (7) aufgeschobene Scheiben (8, 16) mit axialen Löchern (17) zentrisch in der Bohrung (13) befestigt ist.