DE3501862C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
- F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
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Description
Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für
einen mit einer luftgekühlten Wärmekraftmaschine
verbundenen elektrischen Generator, wobei die Welle des
elektrischen Generators vorzugsweise durch einen
Keilriemen angetrieben wird und eine Kühlturbine oder
einen Ventilator für die Kühlung der Wärmekraftmaschine
trägt, die einen den elektrischen Generator umströmenden
und anschließend zur Wärmekraftmaschine geleiteten
Luftstrom erzeugt, von dem durch eine in Strömungsrichtung
des Luftstroms hinter dem Generator angeordnete
Luftleiteinrichtung ein Teilstrom abgezweigt und dem
Generator zugeführt wird.
Eine derartige Belüftungsvorrichtung ist beispielsweise
aus der FR 15 02 017 oder
der US-PS 35 17 207 bekannt. Der Betrieb
von elektrischen Generatoren, die von solchen
Belüftungsvorrichtungen gekühlt werden, ist immer dann
problematisch, wenn diese an Verbrennungsmotoren mit
Luftkühlung montiert sind, bei denen die Welle des durch
einen Keilriemen mit Hilfe der Welle der
Wärmekraftmaschinen angetriebenen elektrischen
Generators, direkt eine Kühlturbine für diese
Wärmekraftmaschine trägt, die dementsprechend koaxial
zum elektrischen Generator angeordnet ist. Da zudem der
elektrische Generator im allgemeinen selbst nicht mit
einem eigenen Ventilator ausgestattet ist, wird er
folglich nur durch den Teil des durch die Kühlturbine
erzeugten Luftstromes gekühlt, der um den Generator
herumströmt, bevor er zum Motor geleitet wird.
Um die Gefahr einer Überhitzung des Generators aufgrund
unzureichender Kühlung zu vermeiden, weisen die Gehäuse
der bekannten Generatoren Öffnungen auf, über die ein
Teilstrom des von dem Lüfter erzeugten Luftstromes in
das Gehäuse eintritt und in diesem zirkuliert. Dabei
wird der Luftstrom durch den Lüfter entweder unmittelbar
in das Gehäuse des Generators hineingedrückt
(FR 15 02 017) oder hineingesogen (US-PS 35 17 207).
Beim praktischen Einsatz der bekannten Generatoren hat
sich jedoch gezeigt, daß auch bei einer derartigen
Führung des Teilluftstromes durch das Generatorgehäuse
eine Überhitzung des Generators nicht mit der
erforderlichen Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine alternative Luftleiteinrichtung zu den vorangehend
beschriebenen ist aus der
DE-PS 8 53 934 bekannt. Bei dem in dieser Patentschrift
beschriebenen elektrischen Lüfter ist das Gehäuse des
Lüftermotors von einer Abströmhaube umgeben, die die
Form eines aerodynamischen Strömungskörpers aufweist
und die von dem durch den Lüfter erzeugten Luftstrom
umströmt ist. Die besondere Formgebung der Abströmhaube
bewirkt, daß ein Teil des von dem Lüfter erzeugten
Luftstroms über das offene Ende der Haube in den
Haubeninnenraum eintritt, so daß der Lüftermotor
ebenfalls von einem kühlenden Luftstrom umströmt ist.
Nachteilig an einer derartigen Abströmhaube ist jedoch
der für deren Funktion benötigte große Bauraum, dessen
Länge ein Vielfaches der Länge des Motorgehäuses
beträgt. Dieser übergroße Raumbedarf ist besonders dann
von Nachteil, wenn ein entsprechend ausgerüsteter
elektrischer Generator im Motorraum eines Kraftfahrzeugs
eingebaut werden soll, in dem nur ein sehr begrenzter
Raum zur Montage des Generators zur Verfügung steht.
Die Aufgabe der Erfindung ist, die Belüftungsvorrichtung
der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß der
Generator in einer wärmeren Umgebung betrieben werden
oder aber einen größeren elektrischen Strom liefern kann,
ohne daß die Gefahr einer Überhitzung besteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Luftleitvorrichtung als Lufteinströmhaube mit
mindestens einem in den Luftstrom hineinragenden
Außenteil ausgebildet und auf der der Kühlturbine
abgewandten Seite des Generators befestigt ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der
Belüftungsvorrichtung wird bei einem geringen Raumbedarf
ein zusätzlicher Teilluftstrom dem Generator direkt
zugeführt, so daß dieser dementsprechend besser gekühlt
ist. Dadurch kann er entweder bei höheren
Umgebungstemperaturen oder aber mit einer höheren
Leistungsabgabe betrieben werden.
Für den Fall, daß die Lufteinströmhaube als Aufsatzteil
ausgebildet ist, kann die erfindungsgemäße
Luftleitvorrichtung nachträglich ohne Probleme an
vorhandene Konstruktionen angebracht werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
daß die Lufteinströmhaube gleichzeitig integriertes Teil
eines Schutzdeckels ist, der an dem der Kühlturbine
gegenüberliegenden Ende des elektrischen Generators
befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform kann die
erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung
auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise realisiert
werden, ohne daß zusätzliche Teile oder spezielle Befestigungsorgane
notwendig sind.
Vorteilhafterweise kann die Lufteinströmhaube integriertes
Teil eines Schutzdeckels sein, unter dem die mit dem Wechselstromgenerator
verbundene Gleichrichtereinheit angeordnet
ist. Neben dem Generator selbst wird somit auch die
Gleichrichtereinheit besonders gut gekühlt.
Nach einer Ausführungsform weist die Lufteinströmhaube einen
äußeren, ringförmigen Rand mit gewölbtem Profil auf, der
koaxial zu der ringförmigen Ventilationsführung angeordnet
ist und in diese Luftführung hineinragt. Durch den Rand
wird über den gesamten Umfang der Lufteinströmhaube ein Teilluftstrom
abgegriffen. Nach einer anderen Ausführungsform
kann die Lufteinströmhaube an ihrem Umfang flügel- oder ohrenartige,
vorzugsweise mit etwa gleichen Abständen angeordnete
Ausformungen aufweisen, die in die ringförmige Ventilationsführung
hineinragen. Für eine gezielte Teilluftzuführung
zu bestimmten Bereichen des Generators kann diese Ausführungsform
vorteilhaft sein.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung
mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung
noch näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Wechselstromgenerators
mit Belüftungsvorrichtung und getrennter
Lufteinströmhaube und
Fig. 2 ebenfalls eine Längsschnittdarstellung eines Wechselstromgenerators
mit Belüftungsvorrichtung und
in einen Schutzdeckel einer Gleichrichtereinheit
integrierten Lufteinströmhaube.
In den Figuren ist ein Wechselstromgenerator 1 erkennbar,
dessen hier nicht näher dargestellter Rotor durch eine
Welle 2 getragen ist, an deren einem Ende ein mit einer
Kühlturbine 4 verbundenes Antriebsrad 3 befestigt ist. Das
Antriebsrad 3 wird mittels eines Keilriemens 5 von der Wärmekraftmaschine
angetrieben. Die Turbine 4 weist an ihrem
Außenumfang eine Reihe von nach außen gerichteten Flügeln 6
auf, durch die ein Kühlluftstrom erzeugt und in eine ringförmige
Strömungsführung 7 eingeblasen wird. Die Strömungsführung
7 ist durch eine Halterung 8 des Wechselstromgenerators
1 gebildet und in den Figuren ist ein Ringflansch 9
sowie eine Schraube 10 erkennbar, mittels denen der Wechselstromgenerator
1 mit der Halterung 8 verbunden ist.
Der erzeugte Luftstrom, der die ringförmige, den Wechselstromgenerator
1 umgebende Strömungsführung durchströmt, durchquert
dabei Öffnungen 11 der Halterung 8 und wird im wesentlichen
zu der mit dem Wechselstromgenerator 1 verbundenen
Wärmekraftmaschine geleitet und dient zu deren Kühlung. Ein
Teil dieser Luftströmung wird nun erfindungsgemäß abgeleitet
und zum Wechselstromgenerator 1 geführt.
Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Lufteinströmhaube
12 vorgesehen sein, die auf der der Turbine 4
gegenüberliegenden Seite des Wechselstromgenerators 1 an
der Halterung 8 befestigt ist. Die Lufteinströmhaube 12 weist
einen zentralen, im wesentlichen scheibenförmigen Teil 13
auf, der sich etwa in der Nähe eines Schutzdeckels 14 befindet,
der eine Gleichrichtereinheit des Wechselstromgenerators
1 überdeckt. Weiterhin weist die Lufteinströmhaube 12
ein äußeres Teil 15 in Form eines ringförmigen Randes mit
gewölbtem Profil auf, der in die ringförmige Luftführung,
abströmseitig gegenüber der Öffnung 11 hineinragt. Die Lufteinströmhaube
12 ist an einem stirnseitigen Ende des Halters
8 des Wechselstromgenerators 1 mittels Schrauben 16 befestigt.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, wobei der Fig. 1
entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen benannt
sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Lufteinströmhaube
12′ nicht als separates Teil ausgebildet, sondern
bildet ein zum Schutzdeckel 14′ gehörendes, integriertes
Teil, der die Gleichrichtereinheit 17 des Wechselstromgenerators
1 überdeckt. Dieser gleichzeitig die Lufteinströmhaube
12′ und den Schutzdeckel 14′ bildende Teil ist
in an sich bekannter Weise auf der der Turbine 4 gegenüberliegende
Seite mittels Schrauben oder Klipsen befestigt.
Die Lufteinströmhaube 12, 12′, die durch ein separates Teil
oder ein in den Schutzdeckel 14′ integriertes Teil gebildet
sein kann, kann wahlweise aus Metall, aus Leichtmetallegierung
oder aus Kunststoffmaterial bestehen.
In allen Fällen wird durch die Lufteinströmhaube 12, 12′ ein
Teil des durch die Turbine 4 entwickelten Luftstromes abgegriffen
und in das Innere des Wechselstromgenerators 1
geleitet, der somit in axialer Richtung mit einem Kühlluftstrom
durchsetzt wird, wie dies durch die Pfeile in den
Figuren angedeutet ist. Die Endbereiche des Wechselstromgenerators
1 und/oder der Schutzdeckel 14, 14′ sind durchbrochen,
wie dies in Fig. 2 bei 18 angedeutet ist, um die
Zuführung des vom Hauptkühlstrom abgenommenen Teilluftstromes
zu ermöglichen. Der den Wechselstromgenerator 1
durchquerte Teilluftstrom wird ausgangsseitig durch eine
Reihe von inneren Flügeln 19 der Turbine 4 aufgenommen
und in die ringförmige Luftführung 7 zurückgefördert.
Es ist somit erkennbar, daß durch diese verstärkte Luftzirkulierung,
die zu der Kühlluftumströmung des Wechselstromgenerators
1 hinzukommt, die Gesamtkühlung des Wechselstromgenerators
1 verbessert wird.
Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung beschränkt sich
nicht auf die Anwendung für Wechselstromgeneratoren bei
Verbrennungsmotoren, wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben,
sondern es können auch andere Ausführungs-
und Anwendungsvarianten auf dem gleichen Grundprinzip vorgesehen
sein. Beispielsweise könnte die Form der Lufteinströmhaube
verändert werden, indem der äußere Rand 15 durch
flügel- oder ohrenartige Ausformungen ersetzt wird, die
mit Abstand am Umfang angeordnet sind. Diese Ausformungen
ragen jeweils etwas in den Hauptkühlluftstrom hinein, um
einen Teil dieses Turbinen-Kühlluftstromes abzugreifen.
Auch besteht die Möglichkeit, die Belüftungsvorrichtung
nicht an einen Wechselstromgenerator sondern an einen anderen
elektrischen Generator anzupassen, der mit einer
Wärmekraftmaschine verbunden ist, die durch stehende Luft
oder durch Montage auf ein Fahrzeug gekühlt wird.
Claims (8)
1. Belüftungsvorrichtung für einen mit einer
luftgekühlten Wärmekraftmaschine verbundenen elektrischen
Generator, wobei die Welle des elektrischen Generators
vorzugsweise durch einen Keilriemen angetrieben wird und
eine Kühlturbine oder einen Ventilator für die Kühlung
der Wärmekraftmaschine trägt, die einen den elektrischen
Generator umströmenden und anschließend zur
Wärmekraftmaschine geleiteten Luftstrom erzeugt, von dem
durch eine in Strömungsrichtung des Luftstroms hinter dem
Generator angeordnete Luftleiteinrichtung ein Teilstrom
abgezweigt und dem Generator zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftleitvorrichtung als Lufteinströmhaube (12) mit
mindestens einem in den Luftstrom hineinragenden Außenteil
ausgebildet und auf der der Kühlturbine (4) abgewandten
Seite des Generators (1) befestigt ist.
2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lufteinströmhaube (12) als Aufsatzteil ausgebildet ist.
3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lufteinströmhaube (12) an einem die ringförmige
Ventilationsführung (7) bildenden Halterungsteile (8) des
Generators (1) vorzugsweise durch Schraubverbindungen (16)
befestigt ist.
4. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lufteinströmhaube (12′) gleichzeitig
integriertes Teil eines Schutzdeckels (14′) ist,
der an dem der Kühlturbine (4) gegenüberliegenden Ende
des elektrischen Generators (1) befestigt ist.
5. Belüftungsvorrichtung für einen elektrischen Wechselstromgenerator
nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lufteinströmhaube (12′)
integriertes Teil eines Schutzdeckels (14′) ist, unter
dem die mit dem Wechselstromgenerator (1) verbundene
Gleichrichtereinheit (17) angeordnet ist.
6. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinströmhaube (12)
einen äußeren, ringförmigen Rand (15) mit gewölbtem
Profil aufweist, der koaxial zu der ringförmigen Ventilationsführung
(7) angeordnet ist und in diese Luftführung
hineinragt.
7. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinströmhaube (12) an
ihrem Umfang flügel- oder ohrenartige, vorzugsweise mit
etwa gleichen Abständen angeordnete Ausformungen aufweist,
die in die ringförmige Ventilationsführung hineinragen.
8. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlturbine (4) beim
turbinenseitigen Ausgang des Generators eine Reihe von
inneren Flügeln (19) zur Rückführung des durch die Lufteinströmhaube
(12, 12′) abgenommenen Teilluftstromes in
den Haupt-Kühlluftstrom hat.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR, CRETEIL, FR |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: COHAUSZ, W., DIPL.-ING. KNAUF, R., DIPL.-ING. COHA |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |