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Durchzugsbelüftete elektrische Kommutatormaschine, insbesondere selbstlüftender
Bahnmotor Das Hauptpatent (Anm. P 15 63 025.8 = PLA 66/0162) betrifft eine durchzugsbelüftete
elektrische Kommutatormaschine, insbesondere einen selbstlüftenden Bahnmotor. Bei
dieser ist auf der Kommutatorseite der Maschine hinter Lufteintrittsöffnungen an
der Stirnseite des Maschinenrehäuses ein Radiallüfter angeordnet, dessen Flügel
am äußeren Ende rinnenförmi -e Staubtaschen tragen, die in eine feststehende, vor
dem Lüfter lie.ende, ringförmige Staubkammer führe. Hinter dem Lüfter sind vor einr
Umlenkblende angenähert parallel zur Lüfterebene verlaufende Gitter angeordnet.
Bei dieser Kommutatormaschine wird durch die Druckbelüftung infolge des in der Maschine
herrschenden Uberdruckes das Eindringen von Fremdkörpern verhindert0 Außerdem wird
die Luft bereits vor dem Eintritt in die Maschine von Fremdkörpern gereinigt, da
die Staubtaschen an den äußeren Enden der BüCterflügel den unter Ausnutzung der
Zentrifugal- und Coriolisbeschleunigung abgeschiedenen Staub auffangen und in die
Staubkammer abführen, aus der er leicht entfernt werden kann, Hinter dem Lüfter
wird die so gereinigte Luft zur Maschinenmitte umgelenkt, um die dort befindlichen
heißen Teile der Maschine, wie z.Bo den Kommutator, zu kühlen. Dabei vermindern
die hinter dem Lüfter verlaufenden Gitter den bei der Umlenkung der Kühlluft nach
innen auftretenden drosselnden Rotationseffekt, so daß der dabei auftretende Druckverlüst
vernachlässigbar klein wird.
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Zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus einer derartig aufgebauten
druckzugsbelüfteten elektrischen Kommutatormaschine dient gemäß der Erfindung als
Gitter der sich zwischen den Maschinenmantel und dem Lager erstreckende Teil des
Lagerschildes, der aus mehreren, radial verlauf enden, in axialer Richtung großflächigen
Rippen besteht und ein Teil des Maschinenmantels ist radial nach innen gezogen und
wirkt als UmlenkblendeO Der Lagerschild, ein in der Maschine stets vorhandenes Sons-truktionsteil,
erhält also eine besondere Ausbildung, wodurch er in der Lage ist, eine weitere,
zusätzliche Aufgabe zu erfüllen Die großflächigen Rippen bewirken nämlich eine Gleichrichtun.
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der umzulenkenden Spühlluft und vermindern somit den bei der Umlenkung
der Kühlluft nach innen auftretenden drosselnden Rotationseffekt in gleicher Weise
wie das im Hauptpatent bechriebene zusätzliche Gitter. Außerdem entfallen die bisher
notwendigen zusätzlichen Leitvorrichtungen für e.i.ne Umlenkung der Kühlluft, da
ein Teil des Maschinenmantels selbst als Umlenkblende ausgebildet ist0 Wenn die
Flächen der Rippen in Durchmesserebenen liegen, ist iire Wirkungsweise unabhängig
von der Drehrichtung des Radiallüfters, was insbesondere für Bahnmotoren von Vorteil
ist. Für diese Bahnmotoren empfiehlt es sich, den Radiallüfter so auszubilden, daß
die Lüfterflügel in radialer Richtung gerade verlaufen und auf beiden Seiten symmetrische
Staubtaschen tragen, Verändert die durchzugsbelüftete elektrische Kommutatormaschine
viährend ihres Betriebes die Drehrichtung nicht, so könnte man durch eine Krümmung
der Rippen in axialer Richtung die Umlenkverluste noch weiter senken.
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Die Gleichrichtungswirkung der Rippen ist umso größer, je enger die
Vorderkante der Rippen im Bereich der Lüfterscheibe an diese herangeführt ist, Damit
man aber eine besondere Bearbeitung der-
Vorderkante bei den normalerweise
als Gußstück hergestellten Lagerschilden.vermeidet, ist es vorteilhaft, den Abstand
zu der Lüfterscheibe in der Größenordnung von 8 bis 10 mm zu wählenO In Durchführung
des Erfindungsgedankens empfiehlt es sich ferner, daß die Zahl der Lüfterschaufeln
unteschiedlich von der Zahl der Rippen und kein Vielfaches dieser ist. Dadurch wird
das Entstehen von insbesondere sirenenartigen Geräuschen vermieden, Zur weiteren
Herabsetzung des während des Betriebes der Maschine auftretenden Geräusches sind
in vorteilhafter Weise die Rippen im Bereich oberhalb der Lüfterscheibe abgeschrägt,
da sich der Abstand ihrer Vorderkante zum Lüfter vergrößert.
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Um ein-Op-timum zwischen der zu erzielenden Gleichrichtungswirkung
der Rippen und den Kosten der Herstellung des Lagerschildes zu erhalten, empfiehlt
es sich, den mittleren Abstand der Rippen unteneinander etwa gleich der mittleren
Axialerstreckung einer Rippe zu wählen. Die Rippen sind so schmal auszubilden, vJie
dies herstellungsmäßig und festigkeitsmäßig zu vertreten ist, damit sie den Durchtritt
der Kühlluft möglichst wenig behindern Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
im Schema in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellt.
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Oligo 1 zeigt einen Teil eines Längsschnittes durch das Gehäuse eines
selbatlüftenden Bahnmotors gemäß der Erfindung. Fig. 2 und 3 zeigen schematisch
die Ausbildung des Lüfterrades und der Staubkammer.
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Bei einem selbstlüftenden Bahnmotor ist auf der Maschinenwelle 1 auf
der Kommutatorseite der Maschine der als irucklüfter wirkende Radiallüfter 2 angeordnet.
Er liegt unmittelbar vor dem Lagerschild 3 des Bahnmotors, dessen besondere konstruktive
Gestaltung
den Durchtritt der Kühlluft nicht behindert und außerdem bei ihrer Umlenkung zur
Maschinenmitte eine Gleichrichtung der Strömung bewirkt.
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Zu diesem Zweck besteht der mittlere Teil des Lagerschildes 3 zwischen
dem Maschinenmantel 4 und dem das Lager 5 tragenden Innenring 6 aus zwölf radial
verlaufenden, in axialer Richtung großflächigen Rippen 7. Diese großflächigen Rippen
7 schwächen die Rotationsströmung für die Kühlluftumlenkung ab. Dadurch wird der
Kühlluftdurchsatz verbessert0 Um eine möglichst günstige Gleichrichtungsviirkung
zu erreichen, ist die mittlere Axialerstreckung einer Rippe so gewählt, daß sie
ungefähr dem mittleren Abstand der Rippen untereinander entspricht. Außerden sind
die Rippen verhältnismäßig schmal, um den für den Durchtritt der Kühlluft zur Verfügung
stehenden freien Raum nicht unnötig einzuengen. Die Vorderkanten 8 der Rippen 7
sind im Bereich der Lüfterscheibe 9 so eng an diese herangezogen, wie dies ohne
eine zusätzliche Bearbeitung der Vorderkanten 8 möglich ist Aus Geräuschgründen
ist ferner die Zahl der Rippen 7 von der Zahl der Lüfterschaufeln 10 unterschiedlich
gewählt, derart, daß die Zahl der Lüfterschaufeln 10 kein ganzzahliges Vielfaches
der Zahl der Rippen 7 beträgt. Außerdem sind die Rippen 7 im Bereich oberhalb der
Lüfterscheibe 9 so abgeschrägt, daß sich der Abstand ihrer Vorderkante 8 zum Radiallüfter
2 vergrößere Dadurch wird die Entstehung von störenden, sirenenartigen Geräuschen
während des Betriebes des Bahmotors unter bunden.
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Ein Teil 11 des Maschinenmantels 4, nämlich der, welcher die Rippen
7 trägt, ist radial nach innen gezogen und wirkt deshalb als Uinlenkblende für die
Kühlluft, deren Verlauf iniierhalb der Maschine durch pfeile dargestellt ist.
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Die Kühlluft tritt durch eine zentrale Lufteintrittsöffnung 12 auf
der Stirnseite des Maschinengehäuses in die Maschine ein.
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Hinter dieser Lufteintrittsöffnung 12 liegt der auf der Maschinenwelle
1 sitzende Radiallüfter 2. Die Lüfterschaufeln 10 des Radiallüfters 2 sind fast
bis zur Maschinenwelle 1 heruntergezogen, Sie verlaufen in radialer Richtung geradlinig
siehe Fig. 2 bzw. Fig. 3) und tragen an ihm äußeren Ende rinnenformige Staubtaschen
13, Diese Staubtaschen 15 ragen in die Eintrittsöffnung 14 des feststehenden ringförmigen
Staubkammer 15. Mit der Kühlluft in den lüfter eingetretene Fremdkörper, wie Staub-
oder Wassertropfen, die in dem den Kühiluft-Verlauf darstellenden Pfeil schwarz
angedeutet sind, werden unter Ausnutzung der Zentrifugal- und Coriolisbeschleunigung
abgeschieden, dringen in die Staubkarnuier 1 r und lagern sich an dort angebrachten
Prallflächen 16 ab bzw. erden von der Trägerlüft herausgetragen. Die in der Staubkammer
15 abgelagerten Fremdkörper können aus dem Behälter leicht entfernt werden. Soll
der Motor watsicher ausgebildet werden, d.h. soll er ohne Betriebsstörungen stehende
Wassermengen durehqueren können, so kann die Trägerluft durch knieförmige, über
die Maschinenmitte reichende Kanäle nach oben abgeführt erden.
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Da ein Bahnmotor in beiden Drehrichtungen arbeitet, sind die rinnenförmigen
Staubtaschen 13 symmetrisch zu beiden Seiten der geraden Lufterschaufeln 10 angeordnet.
Die Abscheidung der remdkörper ist daher unabhängig von der Drehrichtung der Näschine
Die abgeschiedenen Fremdkörper sind in der Fig. 1 durch schwarze Pfeile angedeutet.
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3 Figuren 6 Ansprüche