EP0407376A1 - Aussenläufer-motor - Google Patents

Aussenläufer-motor

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Publication number
EP0407376A1
EP0407376A1 EP87907308A EP87907308A EP0407376A1 EP 0407376 A1 EP0407376 A1 EP 0407376A1 EP 87907308 A EP87907308 A EP 87907308A EP 87907308 A EP87907308 A EP 87907308A EP 0407376 A1 EP0407376 A1 EP 0407376A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
liquid
external
coolant
motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87907308A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Walzel
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0407376A1 publication Critical patent/EP0407376A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
    • F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for marine engines

Definitions

  • the invention relates to external rotor motors in a closed construction according to the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to expand the previous uses and uses of external rotor motors, in a completely closed design, by a more effective cooling system. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the efficiency of a structural unit "electric motor-machine" or system can be significantly increased, depending on the needs of the power transmission or the system part to be driven, for example, as a hexagon, toothing, snug fit, etc., or the
  • the shape of the rotating machine part for example fan blades, fan impeller, roller, roller, gear, drill bit, etc. is preserved and additional bearing, friction and force transmission losses are thus eliminated.
  • the rotor (1) is rotatably arranged on the stator hollow shaft (3) with the bearing plates (6, 7) sealed to the rotor via the bearings (5) and the mechanical seals (9).
  • the stator (2) which consists of the stator laminated core and the stator winding, sits on the stator hollow shaft (3).
  • stator winding The electrical connection of the stator winding and the temperature sensors or thermal contacts integrated in the stator winding takes place via the connecting line (13) guided through the stator hollow shaft (3).
  • the design of the winding heads (8) of the stator winding is adapted to the inner shape of the end shields (6, 7).
  • End shield (6) is provided on the inside with guide vanes (15) and is designed as a pump impeller and the shape of the winding head (8) is adapted. Due to the special, coordinated shape of the bearing plate (6) with guide vanes (15) and the winding head (8), a centrifugal pump is created in the motor interior to convey the liquid.
  • the bearing plate (7) on the inside is also adapted to the shape of the winding head (8) in order to achieve good washing around the winding head, a high flow rate of the liquid and thus the best possible cooling of the stator winding.
  • additional cooling bores or cooling channels (17, 18) can be made along the stator winding in the axial direction or, in the case of motors with a pump integrated on both sides, also in the radial direction.
  • the dust-proof cover of the mechanical seals (9) and the bearings (5), or in the reverse arrangement, - bearings (5) and mechanical seals (9) - which can be selected depending on the type of bearing or need, is carried out via the bearing cover (16).
  • the cooling and lubrication of the bearings and mechanical seals is carried out by the liquid.
  • the liquid distribution in the motor ie the separation into a motor suction side or motor pressure side, takes place via the stator hollow shaft (3), which is sealed at both ends by the plugs (11, 12) .
  • the radial bores (14, 14a) are also made in the stator hollow shaft (3) for the distribution of liquid.
  • Also mounted in the stator hollow shaft are one or more pressure compensation devices (4) for volume or pressure compensation of the liquid.
  • the pump integrated in the motor (parts 8, 15 and 6) sucks in liquid from the stator hollow shaft (3) via the radial bores (14) and presses the liquid over the Annular gap between the rotor and the stator, as well as other cooling bores, depending on requirements, further back over the gap between the end shield (7) and the winding head (8), the radial bores (14a) into the stator hollow shaft (3).
  • This embodiment is suitable for all motors in which the cooling of the stator is in the foreground and the necessary heat dissipation is possible via the rotor, to the environment or to the conveyed medium or to the machine part to be driven.
  • FIG. 1 The example in FIG.
  • FIG. 2 shows a motor according to the invention with additional connections (19, 20) for an external cooling system and / or an external coolant pump.
  • the motor is divided into a suction and pressure side, or a liquid inlet and liquid outlet side, via the cutting disc (21).
  • Fig. 3 shows a motor corresponding to Fig. 2, but with a different shape of the pump guide vane (15), the winding heads (8) and the inside of the bearing plate (7).
  • FIG. 4 shows a motor according to the invention corresponding to FIG. 1, but only with a shaft end on one side as a fixed assembly point. 4, a mechanical seal and the bearing plate (7) form a unit with the rotor (1).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

A u ß e n l ä u f e r - M o t o r
Die Erfindung betrifft Außenläufer - Motore in ge¬ schlossener Bauweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannt sind Außenläufermotore bei denen Statorblechpa¬ ket, Statorwicklung, Wicklungsköpfe und Läufer direkt mit Luft/Gas gekühlt werden (DE 3102 333 AI), oder diese Luft/ Gas-Kühlung durch flüssigkeitsgekühlte Wärmetauscher, im Motorinnenraum, verbessert wird (US 40 32 807).
Da bei den vorbeschriebenen Motoren die direkte Kühlung, auch des temperaturempfindlichen Stators, überwiegend mittels Luft/Gas erfolgt, sind deren Einsatzmöglichkeiten sehr begrenzt, vor allem im Hinblick auf die Leistungs- Baugröße.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten von Außenläufer- Motoren, in vollkommen geschlossener Bauweise, durch ein wirkungsvolleres Kühlsystem wesentlich zu erweitern. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Vorteile für Außenläufermotore in erfindungsgemäßer Ausführung bestehen insbesondere darin, daß:
a) die Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten in dem großen Bereich der Antriebstechnik wesentlich erhöht werden,
b) ein sicherer Betrieb auch unter extremsten Umge- bungs- und Fördermitteltemperaturen, sowie aggres- siver und explosiver Atmosphäre bzw. Umgebung oder
Fördermittel gewährleistet ist,
c) sich eine wesentliche Leistungssteigerung bei gleicher Baugröße, bzw. geringere Abmessungen und geringeres Gewicht bei gleicher Leistung, gegen- über bekannten Außenläufermotoren ergibt,
d) der Wirkungsgrad einer Baueinheit "Elektromotor- Maschine" oder Anlage wesentlich gesteigert werden kann, indem der Läufer je nach Bedarf der Kraft¬ übertragung bzw. des anzutreibenden Anlagenteils z.B. als Sechskant, Verzahnung, Paßsitz etc. aus¬ geführt wird, oder gleich die Form des rotieren¬ den Maschinenteils z.B. Lüfterflügel, Gebläse¬ laufrad, Rolle, Walze, Zahnrad, Bohrer etc. erhält und dadurch zusätzliche Lager-, Reibungs- und Kraft-Übertragungsverluste entfallen. In Ausführungsbeispiel Fig. 1 ist der Läufer (1) mit den am Läufer abgedichtet angeflanschten Lagerschildern (6,7) über die Lager (5) und die Gleitringdichtungen (9) auf der Stator-Hohlwelle (3) drehbar angeordnet. Auf der Stator-Hohlwelle (3) sitzt der Stator (2), der aus Statorblechpaket und Statorwicklung besteht. Der elektrische Anschluß der Statorwicklung und der in der Statorwicklung integrierten Temperaturfühler bzw. Ther- mokontakte, erfolgt über die durch die Stator-Hohlwelle (3) geführte Anschlußleitung (13). Die Wicklungskδpfe (8) der Statorwicklung sind in ihrer Ausgestaltung der in¬ neren Form der Lagerschilde (6, 7) angepaßt.
Lagerschild (6) ist auf der Innenseite mit Leitschaufeln (15) versehen und als Pumpenlaufrad ausgebildet und in der Formgebung dem Wicklungskopf (8) angepaßt. Durch die spezielle, aufeinander abgestimmte Form von Lager¬ schild (6) mit Leitschaufeln (15) und dem Wicklungskopf (8), entsteht im Motorinnenraum eine Kreiselpumpe zur Förderung der Flüssigkeit. Lagerschild (7) ist auf der Innenseite ebenfalls der Form des Wicklungskopfes (8) angepaßt um dort eine gute Umspülung des Wicklungskop¬ fes, eine hohe Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit und somit eine bestmögliche Kühlung der Statorwicklung zu erreichen. Zur Steigerung der Kühlleistung können, je nach Erfordernis, noch zusätzliche Kühlbohrungen bzw. Kühlkanäle (17, 18) entlang der Statorwicklung in axialer Richtung, oder bei Motoren mit beidseitig in¬ tegrierter Pumpe, auch in radialer Richtung angebracht werden. Die staubdichte Abdeckung der Gleitringdichtungen (9) und der Lager (5), oder bei umgekehrter Anordnung, - Lager (5) und Gleitringdichtungen (9) - welche je nach Lagerart oder Bedarf gewählt werden kann, erfolgt über die Lagerdeckel (16).
Bei der Ausführung Fig. 1, erfolgt die Kühlung und Schmierung der Lager und Gleitringdichtungen durch die Flüssigkeit. Über die Stator-Hohlwelle (3), die an ihren beiden Enden durch die Stopfen (11, 12) abgedichtet verschlos¬ sen ist, erfolgt die Flüssigkeits-Verteilung im Motor, d.h. die Trennung in eine Motor-Saugseite, bzw. Motor- Druckseite. In der Stator-Hohlwelle (3) sind auch, zur Flüssigkeitsverteilung, die Radialbohrungen (I4,l4a) angebracht. Ebenfalls in der Stator-Hohlwelle montiert, sind ein oder mehrere Druckausgleichsvorrichtungen (4) zum Volumen- bzw. Druckausgleich der Flüssigkeit. Wird nun durch Einschalten des Motors der Läufer in Bewegung gesetzt, so saugt die im Motor integrierte Pumpe (Teil 8, 15 und 6) über die Radialbohrungen (14), Flüssigkeit aus der Stator-Hohlwelle (3) an und drückt die Flüssigkeit über den Ringspalt zwischen Läufer und Stator, sowie andere je nach -Bedarf angebrachte Kühlbohrungen, weiter über den Spalt zwischen Lagerschild (7) und Wicklungs- köpf (8), die Radialbohrungen (14a) in die Stator-Hohl¬ welle (3) zurück. Diese Ausführungsart ist für alle Mo¬ toren geeignet, bei denen die Kühlung des Stators im Vordergrund steht und die erforderliche Wärmeabfuhr, über den Läufer, an die Umgebung oder das Fördermedium oder das anzutreibende Maschinenteil möglich ist. Das Beispiel in Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Motor mit zusätzlichen Anschlüssen (19,20) für ein externes Kühlsystem und/oder eine externe Kühlmittel¬ pumpe. Bei dieser Ausführungsart wird über die Trenn- scheibe (21) der Motor in eine Saug- und Druckseite, bzw. eine Flüssigkeitseintritt- und Flüssigkeitsaus¬ trittseite, unterteilt.
Fig. 3 zeigt einen Motor entsprechend Fig. 2, jedoch mit anderer Formgebung der Pumpenleitschaufein (15), der Wicklungsköpfe (8) und der Innenseite des Lager¬ schildes (7).
Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Motor entsprechend Fig. 1, jedoch nur mit einseitig ausgeführtem Wellenende als Montagefestpunkt. Außerdem entfällt bei dieser Aus- führungsform nach Fig. 4, eine Gleitringdichtung und das Lagerschild (7) bildet mit dem Läufer (1) eine Einheit.

Claims

Ansprüche
1. Außenläufer - Motor in geschlossener Bauweise mit direkter Kühlung von Statorblechpaket, Statorwicklung und der Wicklungsköpfe, sowie des Läufers und des Motor¬ gehäuses, mit Einrichtungen am Läufer zur Strömung des Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, daß: a) als Kühlmittel Flüssigkeit verwendet wird, b) die Lagerschilde (6,7) an der Motorinnenseite an die Form der Wicklungsköpfe (8) angepaßt sind, c) als Mittel zur Strömungserzeugung Leit'schaufeln (15) an mindestens einem Lagerschild z.B.. (6) angebracht sind, d) die Lagerung der Lagerschilde (6,7) mittels * Flüssigkeitsdichtungen (9) über die Lager (5) auf der Stator-Hohlwelle (3) erfolgt.
2. Außenläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die im hermetisch geschlossenen Motor und Kühl¬ kreislauf befindliche Flüssigkeit, immer einen statischen Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck aufweist und die¬ ser statische Überdruck ständig von einem Minimaldruck- Begrenzer (10) überwacht wird.
3. Außenläufermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Stator-Hohlwelle (3) als Kühlmittel¬ verteiler dient und zur Kühlmittelverteilung mit Radial¬ bohrungen (14, 14a) versehen ist. / / *.•. f
4. Außenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Druckausgleichselemente (4) in der Stator-Hohlwelle (3) angebracht sind und diese über die abschraubbaren Wellen-Verschlußstopfen (11, 12) ein- und ausgebaut werden.
5. Außenläufermotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß je nach Reihenfolge der Montage der Lager (5) und Gleitringdichtungen (9), die Lager (5) und/oder die Gleitringdichtungen (9) von der Flüssig- keit umspült und geschmiert werden.
6. Außenläufermotor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß je nach Ausführungsart, in der Stator- Hohlwelle (3) ein Anschluß für den Kühlmitteleintritt (19) und ein Anschluß für den Kühlmittelaustritt (20), für den Anschluß externer Kühlsysteme und/oder einer Kühlmittelpumpe, integriert ist.
EP87907308A 1986-10-16 1987-10-13 Aussenläufer-motor Withdrawn EP0407376A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3635297A DE3635297C1 (de) 1986-10-16 1986-10-16 Aussenlaeufermotor
DE3635297 1986-10-17

Publications (1)

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EP0407376A1 true EP0407376A1 (de) 1991-01-16

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ID=6311879

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EP87907308A Withdrawn EP0407376A1 (de) 1986-10-16 1987-10-13 Aussenläufer-motor

Country Status (4)

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EP (1) EP0407376A1 (de)
AU (1) AU8230487A (de)
DE (1) DE3635297C1 (de)
WO (1) WO1988002947A1 (de)

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Also Published As

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