Eigenbelüftete elektrische Maschine Die Erfindung bezieht sich auf die Eigenbelüf tung umlaufender elektrischer Maschinen und strebt die Vergrösserung der durch diese Maschine getrie benen Kühlluft an. Umlaufende elektrische Maschinen werden ge wöhnlich durch innerhalb der Maschine umlaufende Luft gekühlt, um die durch die Maschinenverluste erzeugte Wärme abzuführen.
Zu diesem Zweck ist ein Lüfter oder ein Gebläse am Läufer oder an der Welle der Maschine befestigt, welcher den erforder lichen Kühlluftstrom erzeugt. üblicherweise wird ein Lüfter verwendet, welcher auf der Welle bzw. am Läufer nahe dem einen Maschinenende befestigt ist; die Kühlluft tritt am andern Ende durch Einlass- öffnungen ein und wird durch um den Lüfter an geordnete Auslassöffnungen ausgestossen. Die erzielte Kühlwirkung hängt von der Menge der durch die Maschine fliessenden Kühlluft ab, welche ihrerseits von dem vom Lüfter entwickelten statischen Druck abhängt.
Um eine möglichst hohe Ausnutzung des Lüfters und damit einen grösstmöglichsten Druck an diesem zu erzielen, muss die Luft möglichst radial auf den Lüfter auftreffen. Bei den bisherigen Anord nungen sind indessen die Eintrittsbedingungen am Lüfter sehr ungünstig, da dieser auf dem rotierenden Teil der Maschine befestigt ist und sich häufig in unmittelbarer Nachbarschaft der Wickelköpfe der Läuferwicklung befindet. Da die Läuferwicklung ebenfalls rotiert, erhält die auf den Lüfter zuströ mende Luft eine tangentiale Bewegungskomponente, so dass sie ebenfalls in Rotation gerät und tangential wirbelnd in den Lüfter eintritt.
Hierdurch wird die Wirkung des Lüfters wesentlich herabgesetzt und der von ihm entwickelte Druck ist beträchtlich kleiner, als er ohne diese tangentiale Bewegungskomponente der Luft sein würde. Diese Nachteile, welche bei eigenbelüfteten elek= trischen Maschinen auftreten, deren die Kühlluft durch das Maschineninnere ansaugender Lüfter sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Wickelköpfe der Läuferwicklung befindet, können vermieden werden, indem gemäss der Erfindung in Richtung des Kühl luftstromes unmittelbar vor dem die Kühlluft ansau genden Lüfter ein Leitwerk angeordnet wird,
welches tangential gerichtete Kühlluftströmungen unterdrückt. Auf diese Weise wird die Ausnutzung des Lüfters verbessert; derselbe entwickelt einen grösseren stati schen Druck, so dass die Luftmenge, welche er durch die Maschine saugt, vergrössert und damit die Küh lung der Maschine verbessert wird. Zweckmässig be steht das Leitwerk aus kranzförmig längs des Um fanges verteilten, radial angeordneten Leitfahnen.
In den Fig. 1 bis 3 ist als Ausführungsbeispiel eine gemäss der Erfindung ausgebildete Gleichstrom maschine dargestellt.
Fig. 1 gibt einen Längsschnitt der Gleichstrom- maschine wieder. Die Fig.2 und 3 zeigen das vor dem Lüfter angeordnete Leitwerk, wobei Fig. 3 ein Querschnitt längs der Linie III-111 der Fig. 2 ist.
Die in der Fig. 1 dargestellte Gleichstromma schine ist im Gehäuse 1 untergebracht, welches die Pole 2 und die Erregerwicklung 3 trägt. An den Enden ist die Maschine mit den Endschilden 4 und 5 abgeschlossen. Das Läufereisen 6, welches die Läu ferwicklung 8 trägt, ist geblecht und an der Welle 7 befestigt. Der Kommutator 9 ist mittels des Arm sternes 10 an der Welle 7 befestigt und mit der Läuferwicklung 8 verbunden. Die Welle 7 wird in den Lagern 11 geführt, welche von den Endschilden 4 und 5 getragen werden.
Auf dem dem Kommutator 9 gegenüberliegendem Ende befindet sich der umlaufende Radiallüfter 12, welcher den Kühlluftstrom durch die Maschine er- zeugt. Der Lüfter 12 ist in üblicherweise als Zentri- fugalventilator oder Zentrifugalgebläse mit radialen Schaufeln 13 ausgebildet. Statt auf dem Läufer kann er auch unmittelbar auf der Welle 7 befestigt werden. Das Endschild 4 ist mit Eintrittsöffnungen 14 für den Eintritt der Kühlluft versehen.
Die durch diese Öffnungen 14 eintretende Kühlluft fliesst axial durch die Maschine an den Polen 2 vorbei., wobei sie den Luftspalt zwischen den Polen und dem Läufer durch quert. Sie fliesst ferner durch den Armstern 10 und durch axiale Kanäle im Läufereisen 6, in welchem der radiale Luftkanal 15 vorgesehen ist. Die Pol schuhteile der Pole 2 sind gegenüber dem radialen Kanal 15 unterbrochen, wie an der Stelle 16 gezeigt, so dass der durch den Kanal 15 fliessende Anteil der Kühlluft vergrössert wird.
Die Luft fliesst durch die Maschine in der be schriebenen Weise zum Lüfter 12 und wird von dort durch die Austrittsöffnungen 17, welche unmittelbar neben dem Lüfter am Endschild 5 vorgesehen sind, ausgestossen. Der Lüfter 12 befindet sich in unmittel barer Nachbarschaft der Wickelköpfe der Läufer wicklung 8, so dass, falls keine weiteren Massnahmen vorgesehen würden, die Kühlluft durch die rotieren den Wickelköpfe der Läuferwicklung 8 längs des Umfanges der Maschine herumgewirbelt werden würde und daher mit einer tangentialen Bewegungs komponente auf den Lüfter auftreffen würde.
Wie bereits eingangs ausgeführt, würde hierdurch die Ausnutzung des Lüfters und damit der von diesem entwickelte statische Druck wesentlich herabgesetzt werden.
Die tangentiale Bewegungskomponente der Kühl luft wird durch das Leitwerk 18 stark verringert bzw. fast beseitigt. Das in den Fig. 2 und 3 vergrössert dargestellte Leitwerk 18 besteht im wesentlichen aus dem kreisförmigen Körper 19, welcher eine Viel zahl von radialen Leitfahnen 2'1 aufweist, die vom Körper 19 nach innen gehen und vorzugsweise aus einem Stück mit diesen hergestellt sind. Die radial angeordneten Leitfahnen 21 stehen möglichst dicht beieinander. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkelabstand zwi schen zwei benachbarten Leitfahnen etwa 10 , so dass in diesem Beispiel zwei benachbarte Leitfahnen an ihren innern Enden einen Abstand von ungefähr 25 mm haben.
Mittels der Nasen 20 ist das Leit- werk 18 am Rahmen 1 derart befestigt, dass es sich unmittelbar vor dem Lüfter 12 befindet, so dass die radial nach innen reichenden Leitfahnen 21 die Kühlluft unmittelbar in den Lüfter 12 leiten.
Bevor die Kühlluft aus der Maschine in den Lüfter 12 eintritt, muss sie also das Leitwerk 18 durchströmen. Die radial nach innen gerichteten Leit- fahnen 21 verhindern eine Wirbelbewegung der Kühl luft und beseitigen oder verringern mindestens im starken Masse tangential gerichtete Strömungskom ponenten. Die Kühlluft wird also durch das Leitwerk mit sehr geringer tangentialer Bewegungskomponente unmittelbar in den Lüfter geführt, so dass die Wirk samkeit des Lüfters gegenüber den bekannten An ordnungen, welche keine zusätzlichen Führungsmittel für die Luft vorsehen, stark verbessert wird.
Der Lüfter entwickelt demzufolge einen relativ hohen statischen Druck, welcher höher als bei den bekann ten Anordnungen ist, so dass die vom Lüfter durch die Maschine gesaugte Luftmenge ebenfalls entspre chend erhöht und die Kühlung stark verbessert wird.