DE1134189B - Device for the dissipation of the heat losses occurring in electric motors in cable winches - Google Patents

Description

Einrichtung zur Abführung der in Elektromotoren entstehenden Verlustwärme bei Seilwinden Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abführung der in Elektromotoren entstehenden Verlustwärme bei Seilwinden mittels eines dicht eingeschlossenen, durch einen Lüfter innerhalb der Winde im Kreislauf geführten Kühlmittels, das die Verlustwärme durch Wärmeaustausch an mit der Außenluft in Berührung stehenden Wandungsteilen der Winde abgibt.Device for dissipating the heat losses generated in electric motors in winches The invention relates to a device for removing the Heat loss that occurs in electric motors in rope winches by means of a tightly enclosed, refrigerant circulated by a fan inside the winch that feeds the Heat loss through heat exchange on wall parts that are in contact with the outside air the winch gives off.

Es ist bekannt, bei in Hebezeugtrommeln angeordneten Elektromotoren die Kühlluft für den Motor durch den Ringraum zwischen Motorgehäuse und Trommelmantel zu führen. Hierbei ist die Kühlluft jedoch nicht einem Kreislauf unterworfen, und sie bewirkt auch keine fortlaufende Wärmeübertragung aus dem Motor in den Trommelmantel.It is known in the case of electric motors arranged in hoist drums the cooling air for the motor through the annular space between the motor housing and the drum shell respectively. Here, however, the cooling air is not subjected to a cycle, and it also does not cause any continuous heat transfer from the motor into the drum shell.

Ebenso ist es bekannt, Kühlluft zur Vermeidung von Staubablagerungen im Kühlluftweg in einem geschlossenen Kreislauf zu führen. Bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch der Elektromotor außerhalb der Seiltrommel angeordnet.It is also known to use cooling air to avoid dust deposits to lead in the cooling air path in a closed circuit. With this well-known However, the electric motor is arranged outside the cable drum.

Die Erfindung geht davon aus, den Trommelmantel mit seinen Rillen und dem darauf befindlichen Drahtseil als gegebenes Mittel zur Ableitung der Motorverlustwärme in die umgebende Luft vorzusehen, da durch diese Art der Wärmeabgabe kein Staub oder Schmutz in das Innere des Elektromotors gelangen kann. Beim Abspulen wird das Drahtseil allseitig von kühler Außenluft umspült, so daß es hierbei die Wärme rasch abgibt.The invention assumes the drum shell with its grooves and the wire rope on it as a given means for dissipating the heat lost from the engine to be provided in the surrounding air, since this type of heat emission means that there is no dust or dirt can get into the interior of the electric motor. When unwinding it will Wire rope surrounded by cool outside air on all sides, so that the heat quickly dissipates gives away.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärme vom Elektromotor über den Trommelmantel nach außen abzuführen.The invention is based on the object of the heat from the electric motor to be discharged to the outside via the drum shell.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Einrichtung der eingangs genannten Art aus. Für diese Einrichtung ist die erfindungsgemäße Ausbildung darin zu sehen, daß bei Winden mit innerhalb der Seiltrommel angeordnetem Elektromotor das vom Motor kommende Kühlmittel zur Wärmeabgabe in einem Ringraum, dessen äußere Fläche durch den als Kühlfläche wirkenden Trommelmantel gebildet ist, geführt wird, wobei der geschlossene Kreislauf durch eine Abschlußwandung des den Elektromotor aufnehmenden Raumes innerhalb der Seiltrommel gegenüber der Außenluft hergestellt wird.To solve this problem, the invention is based on a device of the type mentioned at the beginning. The training according to the invention is for this device it can be seen that with winches with an electric motor arranged inside the cable drum the coolant coming from the engine for heat dissipation in an annulus, the outer Surface is formed by the drum jacket acting as a cooling surface, is guided, the closed circuit through an end wall of the electric motor receiving space within the cable drum compared to the outside air will.

In den Zeichnungen - Abb. 1 bis 3 - sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ausbildung dargestellt.In the drawings - Figs. 1 to 3 - are exemplary embodiments of the Depicted training according to the invention.

In der Ausführungsform nach Abb. 1 trägt die Motorwelle 1 den Motorläufer 2 und das Lüfterrad 3. Die Welle rotiert in Lagern 4 und 5 innerhalb der Motorständerwicklung 6. Diese sitzt in dem Motorgehäuse 7, welches mit einem bei Antriebsmotoren für Elektrozüge üblichen angegossenen Kragenflansch am Tragring 8 verschraubt ist. Der Tragring ist mit einem Rollenlager 9 ausgestattet, in welchem der Trommelmantel 10 rotiert. Mittels des Lüfterrades 3 wird Luft in Bewegung versetzt. Diese strömt durch Öffnungen im Kragenflansch an dem Motorgehäuse entlang, dem sie die Wärme entnimmt, wird vor dem im Trommelmantel befestigten ebenen Leitblech 11 nach außen umgelenkt und streicht innenseitig am Trommelmantel entlang, an den sie die Wärme abgibt. Die zylindrische Zwischenwand 12, die den Raum zwischen dem Trommelmantel 10 und dem Antriebsmotor unterteilt, trennt die rückströmende von der hinströmenden Luft. Weiter fließt die Luft durch äußere Öffnungen des Kragenflansches in den Raum unter- der Bremshaube 13 und wird durch die Ringkappe 14 dem Lüfterrad erneut zugeleitet.In the embodiment according to Fig. 1, the motor shaft 1 carries the motor rotor 2 and the fan wheel 3. The shaft rotates in bearings 4 and 5 within the motor stator winding 6. This sits in the motor housing 7, which is fitted with a collar flange that is customary in drive motors for electric trains Support ring 8 is screwed. The support ring is equipped with a roller bearing 9 in which the drum shell 10 rotates. By means of the fan wheel 3 , air is set in motion. This flows through openings in the collar flange along the motor housing, from which it takes the heat, is deflected outwards in front of the flat baffle plate 11 fastened in the drum shell and brushes the inside of the drum shell, to which it gives off the heat. The cylindrical partition 12, which divides the space between the drum shell 10 and the drive motor, separates the air flowing back from the air flowing in. The air also flows through the outer openings of the collar flange into the space under the brake hood 13 and is fed back to the fan wheel through the annular cap 14.

Die Abb. 1 zeigt nur diejenigen Teile der Winde, welche für die erfindungsgemäße Ausbildung wichtig sind; weggelassen sind unter anderem die unter der Haube 13 befindlichen Bremsorgane, ferner der zweite Tragring, die zweite Trommellagerung und das Zahnrädergetriebe, welches die Antriebsleistung von der Motorwelle 1 zum Trommelmantel 10 und somit zur Seiltrommel leitet. Geschnitten gezeichnet sind einige Windungen des Lastseiles 15 auf der Trommel, weil sie für die Weiterleitung der Abwärme auch von Bedeutung sind. Es ist ebenfalls möglich, der Luft den umgekehrten Weg vorzuschreiben, z. B. das Lüfterräd 3 außerhalb der Ringkappe 14 anzubringen, so daß die Luft zuerst von der Oberfläche des Motorgehäuses 7 weggesaugt und dann vom Lüfterrad 3 in den vom TrommelmanteI 10 und der Zwischenwand 12 gebildeten Raum gedrückt wird.Fig. 1 shows only those parts of the winch which are important for the design according to the invention; Among other things, the braking elements located under the hood 13, the second support ring, the second drum bearing and the gear transmission, which conducts the drive power from the motor shaft 1 to the drum shell 10 and thus to the cable drum, are omitted. Some turns of the load rope 15 on the drum are shown cut because they are also important for the transmission of waste heat. It is also possible to prescribe the reverse path for the air, e.g. B. to attach the fan wheel 3 outside the ring cap 14 so that the air is first sucked away from the surface of the motor housing 7 and then pressed by the fan wheel 3 into the space formed by the drum jacket 10 and the partition 12.

Baulich einfacher und in der Kühlleistung zuverlässiger läßt sich die Erfindung verwirklichen, wenn die Trennung der rückströmenden von der hinströmenden Luft nicht von der zylindrischen Zwischenwand 12 gemäß Abb. 1, sondern unmittelbar von dem Motorgehäuse bewerkstelligt wird. Voraussetzung hierfür ist eine im übrigen bereits bekannte Motorgehäusebauart, bei der die Ständerbleche nicht die ganze Innenseite des Motorgehäuses berühren, sondern nur an beispielsweise vier Punkten des Umfanges in Innenleisten des Motorgehäuses gehalten und sonst von demselben durch Kanäle getrennt sind. Eine solche Ausführung der Erfindung ist in den Abb. 2 und 3 in zwei Schnitten gezeigt, und zwar für den Fäll der bei Hebezeugen häufigen Verwendung eines Verschiebeankermotors, bei welchem das Lüfterrad in an sich bekannter Weise mit der Innenscheibe einer Konusbremse baulich vereinigt ist. Aus diesem Grunde ist es notwendig, in Abb. 2 und 3 die Bremsvorrichtung mit darzustellen.The invention can be implemented structurally more simply and more reliably in terms of cooling performance if the separation of the backflowing from the inflowing air is not effected by the cylindrical partition 12 according to FIG. 1, but directly by the motor housing. The prerequisite for this is a motor housing design that is already known, in which the stator metal sheets do not touch the entire inside of the motor housing, but are only held at, for example, four points on the circumference in inner strips of the motor housing and are otherwise separated from the same by channels. Such an embodiment of the invention is shown in Figs. 2 and 3 in two sections, specifically for the case of the frequent use of a sliding armature motor in hoists, in which the fan wheel is structurally combined in a known manner with the inner disk of a cone brake. For this reason it is necessary to show the braking device in Figs. 2 and 3.

Der auf der Motorwelle 21 befestigte Läufer 22 des Motors weist eine konische Form auf. Das auf derselben Welle sitzende Lüfterrad 23 ist gleichzeitig als konische Bremsscheibe ausgebildet, die mit der Welle und dem Läufer zusammen unter der Spannung der Feder 38 steht und gegen die Gegenscheibe 39 gedrückt wird. Der durch die Ständerwicklung 26 fließende Motorstrom löst durch seine Magnetwirkung die konische Bremsscheibe von der Gegenscheibe unter Überwindung der Federkraft. The rotor 22 of the motor, which is fastened to the motor shaft 21 , has a conical shape. The fan wheel 23, which is seated on the same shaft, is at the same time designed as a conical brake disk which, together with the shaft and the rotor, is under the tension of the spring 38 and is pressed against the counter disk 39. The motor current flowing through the stator winding 26 detaches the conical brake disc from the counter disc by overcoming the spring force through its magnetic effect.

Die Bleche der Ständerwicklung 26 legen sich mit ihrem äußeren Umfang an die am Gehäusemantel 27 des Motors angegossenen Innenleisten 127 an. Hierdurch entstehen mit Luft (oder einem anderen Kühlmittel) gefüllte Bogenringräume, aus denen das Lüfterrad 23 die Luft durch das bremsseitige Motorlagerschild 34 hindurch absaugt, welches nicht nur das Lager 25 für die Welle 21 trägt, sondern auch durch seine einer Ringkappe ähnliche Form eine luftleitende Funktion ausübt, entsprechend der Ringkappe 14 der Abb. 1. Am anderen Ende ist die Welle 21 in einem vom Motorgehäuse 27 gebildeten Lager 24 getragen, welches an dieser Stelle über einen Flansch 36 und ein Lager 37 auch die Seiltrommel 30 trägt. Nicht eingezeichnet sind der linke Tragring und das Zahnradgetriebe zwischen Motorwelle und Seiltrommel. Der rechte Tragring 28 trägt, entsprechend der Abb. 1, über das Lager 29 die Seiltrommel 30. Am Tragring 28 ist auch die zu einem haubenförmigen Körper ausgebildete Gegenscheibe 39 angeflanscht, mit der der Gehäusemantel 27 des Motors und das bremsseitige Motorlagerschild 34 über Schraubenspindeln 40 (nur eine von sechs Stück gezeichnet) Verbunden sind. Einige Seillagen auf der Trommel sind mit 35 bezeichnet.The metal sheets of the stator winding 26 rest with their outer circumference on the inner strips 127 cast on the housing jacket 27 of the motor. This creates arc ring spaces filled with air (or another coolant), from which the fan wheel 23 sucks the air through the brake-side motor bearing shield 34 , which not only carries the bearing 25 for the shaft 21 , but also an air-conducting one due to its shape similar to an annular cap Exercises function, corresponding to the annular cap 14 of Fig. 1. At the other end, the shaft 21 is carried in a bearing 24 formed by the motor housing 27 , which at this point also carries the cable drum 30 via a flange 36 and a bearing 37. The left support ring and the gear drive between the motor shaft and the cable drum are not shown. The right supporting ring 28 carries, in accordance with the Fig. 1, via the bearing 29, the cable drum 30. On the support ring 28 also formed into a hood-shaped body opposite pulley 39 is flanged, with the housing casing 27 of the motor and the brake-side motor bearing shield 34 via screw spindles 40 (only one of six drawn) Are connected. Some layers of rope on the drum are labeled 35.

Die aus den Ringräumen zwischen Ständerwicklung 26 und Gehäusemantel 27 dem Lüfterrad 23 zuströmende Luft (oder ein anderes Kühlungsmittel) entzieht dem Motor seine Verlustwärme. Diese wird durch das Lüfterrad in den Ringraum zwischen dem bremsseitigen Lagerschild 34 und der Gegenscheibe 39 geblasen und gibt einen Teil ihrer Wärme an die Gegenscheibe ab.The air (or another cooling medium) flowing into the fan wheel 23 from the annular spaces between the stator winding 26 and the housing jacket 27 draws its heat loss from the motor. This is blown by the fan wheel into the annular space between the bearing plate 34 on the brake side and the counter disk 39 and gives off part of its heat to the counter disk.

Dann strömt die Luft durch die im Flanschteil des Lagerschildes 34 vorgesehenen Schlitze in den Ringraum zwischen Gehäusemantel 27 und Seiltrommel 30 und gibt ihre Restwärme an den Trommelmantel ab. Die Schraubenspindeln 40 und die dieselben tragenden Augen des Gehäusemantels 27 und des Flansches 36 sind von so geringem Querschnitt, daß sie der strömenden Luft nur einen geringen Widerstand bieten.The air then flows through the slots provided in the flange part of the bearing plate 34 into the annular space between the housing jacket 27 and the cable drum 30 and gives off its residual heat to the drum jacket. The screw spindles 40 and the eyes of the housing jacket 27 and the flange 36 carrying the same are of such a small cross-section that they offer only little resistance to the flowing air.

Ein scheibenförmiger Steg, mit dem die Seiltrommel 30 sich auf das Lager 37 abstützt, wirkt -umlenkend auf den Luftstrom. Die Luft tritt durch die hintereinanderliegenden Öffnungen des Flansches 36 und des Gehäusemantels 27 in das Innere des Gehäusemantels ein und erreicht somit wieder die von der Ständerwicklung 26 und dem Gehäusemantel 27 gebildeten Ringräume. Somit ist der Kreislauf des Kühlmittels (Luft) geschlossen. Wie aus der Abb. 2 ersichtlich, werden alle elektrischen Teile des Motors, besonders aber die Ständerwicklung, von der Luft umströmt, wodurch eine ausgiebige Wärmeabfuhr gewährleistet ist.A disc-shaped web with which the cable drum 30 is on the Supports bearing 37, acts -directing on the air flow. The air passes through the openings of the flange 36 and of the housing jacket 27 lying one behind the other in FIG enters the inside of the housing shell and thus reaches that of the stator winding again 26 and the housing jacket 27 formed annular spaces. Thus is the circuit of the coolant (Air) closed. As can be seen from Fig. 2, all electrical parts of the motor, but especially the stator winding, the air flows around it, creating a extensive heat dissipation is guaranteed.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Abführung der in Elektromotoren entstehenden Verlustwärme bei Seilwinden mittels eines dicht eingeschlossenen, durch einen Lüfter innerhalb der Winde im Kreislauf geführten Kühlmittels, das die Verlustwärme durch Wärmeaustausch an mit der Außenluft in Berührung stehenden Wandungsteilen der Winde abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Winden mit innerhalb der Seiltrommel (30) angeordnetem Elektromotor das vom Motor kommende Kühlmittel zur Wärmeabgabe in einem Ringraum, dessen äußere Fläche durch den als Kühlfläche wirkenden Trommelmantel (10) gebildet ist, geführt wird, wobei der geschlossene Kreislauf durch eine Abschlußwandung (11) des den Elektromotor aufnehmenden Raumes innerhalb der Seiltrommel (30) gegenüber der Außenluft hergestellt wird. PATENT CLAIMS: 1. Device for dissipating in electric motors resulting heat loss in cable winches by means of a tightly enclosed, through a fan within the winch circulated coolant that removes heat through heat exchange on wall parts that are in contact with the outside air the winch releases, characterized in that with winches with within the cable drum (30) arranged electric motor the coolant coming from the engine for heat dissipation in an annular space, the outer surface of which is covered by the drum jacket acting as a cooling surface (10) is formed, is performed, the closed circuit through an end wall (11) of the space receiving the electric motor within the cable drum (30) opposite the outside air is produced. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen dem Elektromotor und dem Trommelmantel (10) durch eine oder mehrere ringförmige Zwischenwände (12) in zwei Kammern oder zwei Gruppen von Kammern unterteilt ist, von denen die eine oder die eine Gruppe über ihr eines Ende mit der Austrittsseite, die andere oder die andere Gruppe über ihr eines Ende mit der Saugseite eines Lüfterrades (3, 23) in Verbindung steht, das in einem nach außen abgedichteten Raum eingeschlossen ist. und die jeweils anderen Enden der Kammern miteinander in Verbindung stehen. 2. Device according to claim 1, characterized in that that the annular space between the electric motor and the drum shell (10) by a or several annular partitions (12) in two chambers or two groups of Chambers is subdivided, one of which or the one group above it at one end with the exit side, the other or the other group over her one end with the suction side of a fan wheel (3, 23) is in connection, which in a to the outside sealed space is included. and the other ends of the chambers are related to each other. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 unter Verwendung eines Motors, dessen Ständerbleche die Innenseite des Motorgehäuses über winkelversetzte Leisten berühren, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (27) des Motorgehäuses selbst als beidseitig vom Kühlmittel bestrichene unterteilende Trennwand dient und die Kanäle, welche von Innenleisten (127), dem Gehäusemantel (27) und der Ständerwicklung (26) eingeschlossen sind, die eine Gruppe von mit einer Seite des Lüfterrädes (23) in Verbindung stehenden Kammern bilden. 3. Device according to claim 1 and 2 using of a motor, the stator plate of which the inside of the motor housing is angularly offset Touch strips, characterized in that the housing jacket (27) of the motor housing itself serves as a dividing wall coated on both sides by the coolant and the channels, which of the inner strips (127), the housing jacket (27) and the stator winding (26) that include a group of with one side of the Fan wheels (23) form communicating chambers. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lüfterseitige Motorlagerschild (34) als Leitorgan für das Kühlmittel ausgebildet ist. 4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the fan-side motor bearing plate (34) as Guide member is designed for the coolant. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Schiebeankermotors (21, 22, 26) das Lüfterrad (23) eine Abschlußwand des genannten Raumes bildet und als federbelastete Bremsscheibe zur Wechselwirkung mit einer feststehenden Gegenscheibe (39) ausgebildet ist. 5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that when using a sliding armature motor (21, 22, 26) the fan wheel (23) forms an end wall of said space and is spring-loaded Brake disk designed to interact with a stationary counter disk (39) is. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine scheibenförmige Wand, mit der sich die Seiltrommel (30) auf ihr Lager (37) abstützt, als Umlenkorgan für das Kühlmittel an der dem Lüfterrad (23) gegenüberliegenden Stirnseite dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 886 373, 602 397; französische Patentschrift Nr. 790 394.6. Device according to claim 1 to 5, characterized in that a disk-shaped Wall with which the cable drum (30) is supported on its bearing (37) as a deflecting element serves for the coolant on the end face opposite the fan wheel (23). Considered publications: German Patent Specifications No. 886 373, 602 397; French patent specification No. 790 394.