DE1126498B - Kuehlanordnung fuer geschlossene, oberflaechengekuehlte elektrische Maschinen, insbesondere fuer den Antrieb von Ladewinden auf Schiffen - Google Patents

Description

• Kühlanordnung für geschlossene, oberflächengekühlte elektrische Maschinen, insbesondere für den Antrieb von Ladewinden auf Schiffen Oberflächengekühlte elektrische Maschinen besitzen meist Gehäuse mit axialen parallelen Rippen, über die ein an der Nichtantriebsseite angebrachter, mit der Maschinenwelle in Verbindung stehender Lüfter Kühlluft bläst. Bei Motoren für große Schalthäufigkeit bringt die Lüftung durch einen vom Motor selbst angetriebenen Lüfter häufig keine ausreichende Kühlung mehr, da bei Motoren dieser Art der Lüfter nur selten mit seiner Nenndrehzahl laufen kann und, da die Luftfördermenge bei kleiner werdender Drehzahl viel stärker als diese fällt, somit die anfallende Verlustwärme nicht abgeführt werden kann. Motoren dieser Art werden daher oft ohne Außenlüfter gebaut, aber größer dimensioniert. Bei manchen Ausführungen, wie z. B. bei Rollgangsmotoren, werden radiale Rippen am Gehäuse vorgesehen. Da eine Vergrößerung des Modells aber auch eine Vergrößerung des Schwungmomentes mit sich bringt, kann es zweckmäßiger sein, anstatt der Modellvergrößerung einen Lüfter anzuordnen, der durch einen besonderen, dauernd laufenden Lüftermotor angetrieben wird. Lüfter dieser Art werden im allgemeinen ebenfalls axial an den zu belüftenden Motor angeflanscht.
• Bei Hebezeugmotoren muß jedoch das zweite Wellenende herausgeführt werden, um auf der Nichtantriebsseite eine Bremse anbauen zu können. Bei diesen Motoren ist also der axiale Anbau eines Fremdlüfters schwer möglich, so daß der Lüfter meist getrennt angeordnet sein muß. Es sind Ausführungen bekannt, z. B. bei Motoren zum Antrieb von Ladewinden auf Schiffen, bei denen die Gehäuserippen U-förmig angeordnet sind und die Kühlluft durch einen Luftstutzen an dem einen Ende senkrecht zur Motorachse zugeführt und am anderen Ende durch einen weiteren Luftstutzen senkrecht zur Motorachse abgeführt wird. Die beiden Luftstutzen können zu einer Einheit vereinigt sein. Es besteht auch die Möglichkeit, den Lüfter selbst in dem Luftstutzen unterzubringen. Bei Anordnungen dieser Art ist das zweite Wellenende frei, so daß die notwendige Bremse angebaut werden kann.
• Motorgehäuse mit U-förmigen Rippen sind aber formtechnisch kompliziert und damit teuer in der Herstellung. Zudem entsteht durch die U-förmigen Rippen für den Kühlluftstrom ein erhöhter Luftwiderstand und damit ein erhöhter Kraftbedarf sowie eine, wenn auch geringe, zusätzliche Erwärmung, die den Kühleffekt verschlechtert.
• Strömungstechnisch günstiger ist die Kühlung eines Motorgehäuses mit radialen Rippen, um das die Kühlluft konzentrisch herumgeleitet wird. Dies setzt voraus, daß ein breiter Kühlluftstrom niedriger Höhe erzeugt wird, was bei den normalerweise verwendeten Axiallüftern jedoch Schwierigkeiten bereitet, weil der Luftstrom eines Axiallüfters im Querschnitt rund und stark verwirbelt ist. Für die Umwandlung eines kreisförmigen Luftstromes in einen rechteckigen, im Verhältnis zur Höhe sehr breiten Luftstrom ist ein Übergangsstück von merklicher Länge erforderlich, wenn die gleichmäßige Verteilung der geförderten Luft erreicht werden soll, was mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Kühlung des Motorgehäuses notwendig ist.
• Die Erfindung ist gegenüber den vorher geschilderten Kühlanordnungen von geschlossenen, oberflächengekühlten elektrischen Maschinen mit über den ganzen Umfang des Maschinengehäuses verlaufenden ringförmigen Kühlrippen, die von einem Mantel umgeben sind, so daß Ringkanäle für die Führung der Kühlluft entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel sich nach unten oder einer Seite hin in eine nach unten bzw. der betreffenden Seite offene Kammer fortsetzt, die durch eine Zwischenwand in je einen sich über die ganze Länge der Maschine erstreckenden Zuluft- und Abluftstutzen unterteilt ist, die ihrerseits an eine die ringförmigen Rippen am Gehäuse miteinander verbindende und die Ringkanäle im Bereich der Kammer begrenzende Längsrippe anschließt, und daß in einem dieser Stutzen ein Tangentiallüfter bekannter Art angeordnet ist, der einen im wesentlichen gleichmäßig über die Länge der Maschine verteilten, die Ringkanäle gleichmäßig durchströmenden Kühlluftstrom erzeugt. Der erfindungsgemäß zur Verwendung kommende Tangentiallüfter besitzt nicht nur einen wesentlich günstigeren Wirkungsgrad als ein Axiallüfter, er erzeugt auch den für eine gedrängte Bauart erforderlichen Luftstrom von rechteckigem Querschnitt, bei dem das Verhältnis Breite zur Höhe groß ist. Der Lüfter ist vorzugsweise als Drucklüfter gebaut, der die Luft durch die Kanäle, die durch die Rippen und den diese umgebenden Mantel gebildet sind, drückt. Der Motor kann direkt mit dem Lüfterrad gekuppelt und im Luftkanal oder in einer mit diesem verbundenen Kammer angeordnet sein. Ebensogut kann der Motor auch außerhalb des Luftkanals angebracht sein.
• Die Anordnung der einzelnen Teile geht aus den Fig.1 und 2 der Zeichnung hervor.
• Fig.1 zeigt den Motor in Ansicht, Fig. 2 im Schnitt.
• Der Motor 1 ist mit radialen Kühlrippen 2 versehen. Die Kühlrippen 2 werden durch einen Mantel 3 konzentrisch umfaßt. In der Fig.1 ist der Mantel 3 aufgeschnitten, so daß die Kühlrippen 2 sichtbar sind. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist unter dem Motor eine Kammer 4 angebracht, in die der Mantel 3 übergeht und gasdicht mit jener verbunden ist. Die Kammer 4 ist durch eine Zwischenwand 5, die mit einer Längsrippe 10 des Motorgehäuses verbunden ist, in zwei Räume geteilt, so daß ein Zuluftstützen 6 und ein Abluftstutzen 7 entstehen. Der Tangentiallüfter 8, dessen Antriebsmotor nicht eingezeichnet ist, saugt, wenn er rotiert, Kühlluft an und drückt diese, wie durch Pfeile angedeutet ist, durch die Kanäle, die von den Motorgehäuserippen 2 und dem Mantel 3 gebildet werden, entzieht den Rippen Wärme und drückt die erwärmte Luft durch den Abluftstutzen 7 wieder heraus.
• Der Antriebsmotor für den Tangentiallüfter kann im Luftstutzen oder in einer nicht gezeichneten Erweiterung desselben, vorzugsweise in Form eines Anbaues, an einer Stirnseite angeordnet sein.
• Der Luftstutzen kann, wenn der Motor außer Betrieb ist, durch einen Deckel 9 verschlossen werden. Diese Anordnung wird insbesondere verwendet, wenn Motoren der beschriebenen Art zum Antrieb von Ladewinden auf Schiffen verwendet werden sollen. Der beschriebene Deckel ist dabei nur bei stillstehendem Motor geschlossen und verhindert das Eindringen von Wasser in den Luftkanal. Um zu verhindern, daß der Motor bei geschlossenem Deckel eingeschaltet wird, besteht auch die Möglichkeit, die Schalteinrichtung für die Betätigung des Motors durch einen Endschalter so zu verriegeln, daß die Schalteinrichtung nur bei geöffnetem Deckel eingeschaltet werden kann, so daß die Belüftung der Maschine stets sichergestellt ist.
• Die Erfindung ist auf die beschriebene Ausführung nicht beschränkt. So ist es z. B. möglich, den Lüfter als Sauglüfter auszubilden und ihn in Abluftstutzen anzuordnen. Eine solche Anordnung bietet insofern einen gewissen Vorteil, als die durch die Reibung und die Kompression der Luft im Lüfter erzeugte Wärme nicht in den Motor gelangt. Da ein Tangentiallüfter auch einen breiten Luftstrom niedriger Höhe ansaugt, ist dafür Sorge getragen, daß aus jedem der zwischen den Rippen des Gehäuses bestehenden Kühlkanälen etwa die gleiche Kühlluftmenge angesaugt wird. Auch kann die gesamte Lüftungsanordnung anstatt unterhalb des Motorgehäuses z. B. links oder rechts neben dem Motorgehäuse angeordnet sein. In Sonderfällen besteht auch die Möglichkeit, den Tangentiallüfter in einem Winkel zur Motorachse anzuordnen und diesen durch Umleitungsteile mit dem Zuluftstutzen zu verbinden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kühlanordnung für geschlossene, oberflächengekühlte elektrische Maschinen, insbesondere für den Antrieb von Ladewinden auf Schiffen, mit über den ganzen Umfang des Maschinengehäuses verlaufenden ringförmigen Kühlrippen, die von einem Mantel umgeben sind, so daß Ringkanäle für die Führung der Kühlluft entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel sich nach unten oder einer Seite hin in eine nach unten bzw. der betreffenden Seite offene Kammer fortsetzt, die durch eine Zwischenwand in je einen sich über die ganze Länge der Maschine erstreckenden Zuluft- und Abluftstutzen unterteilt ist, die ihrerseits an eine die ringförmigen Rippen am Gehäuse miteinander verbindende und die Ringkanäle im Bereich der Kammer begrenzende Längsrippe anschließt, und daß in einem dieser Stutzen ein Tangentiallüfter bekannter Art angeordnet ist, der einen im wesentlichen gleichmäßig über die Länge der Maschine verteilten, die Ringkanäle gleichmäßig durchströmenden Kühlluftstrom erzeugt.
2. 2. Kühlanordnung für geschlossene, oberflächengekühlte elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tangentiallüfter im Abluftstutzen angeordnet ist und die erwärmte Kühlluft absaugt.
3. 3. Kühlanordnung für geschlossene, oberflächengekühlte elektrische Maschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet; daß auch der Lüfterantriebsmotor in dem betreffenden Luftstutzen oder einem Anbau desselben untergebracht ist.
4. 4. Kühlanordnung für geschlossene, oberflächengekühlte elektrische Maschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zuluft- und Abluftstutzen durch einen gemeinsamen Deckel verschließbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: DeutscheAuslegeschriften Nr.1003 844, 1076 248.