DE2406489B2 - Axial an elektrische Maschinen außenseitig anzubauende Lüftungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine axial an elektrische Maschinen außenseitig anzubauende Lüftungseinrichtung mit einem rotationssymmetrischen Gehäuse, welches ein zur Drucklüftung der elektrischen Maschine dienendes Lüfterrad, aus welchem die Kühlluft radial austritt, umgibt und einen abgerundeten oder abgeschrägten Umlenkabschnitt zur Umlenkung der Kühlluft in axiale Richtung auf die elektrische Maschine hin sowie einen sich daran anschließenden zwischen Lüfter und Lagerschild gelegenen Raum enthält, dessen axiale Ausdehnung nicht kleiner als die Schaufelbreite des Lüfterrades ist.

Eine derartige axial an elektrische Maschinen anzubauende Lüftungseinrichtung ist aus den US-Patentschriften 2438 872 und 2469820 bekannt. Innerhalb des rotationssymmetrischen Gehäuses schließt sich hier an das Lüfterrad in axialer Richtung der Antriebsmotor des Lüfterrades an und bildet mit seinem Außenmantel die radial innere Wand des genannten Raumes, während die radial äußere Wand von dem Gehäuse gebildet wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Ausbildung der Lüftungseinrichtung die Geräusche nicht zufriedenstellend abgedämpft werden können, da die dem Kühlluftstrom vom Lüfterrad erteilte kreisende Bewegung in dem erwähnten Raum erhalten bleibt und eine geringere Kühlwirkung verursacht, derart, daß zur Sicherstellung einer ausreichenden Kühlung eine entsprechend höhere Lüfterleistung vorgesehen werden muß, die wiederum zu verstärkter Geräuschbildung führt. Auch ist zu vermuten, daß die kreisende Bewegung des Kühlluftstroms in dem Ringraum beim Eintritt in die zu kühlende elektrische Maschine durch Öffnungen des Lagerschildes hindurch zur Geräuschentwicklung auf Grund einer Sirenenwirkung führt. Zur wirksamen Wärmeabfuhr aus hochausgenutzten elektrischen Maschinen werden zudem Selbstlüfter und iFremdlüfter immer größerer Förderleistung benötigt, die den gültigen Bestimmungen zur Lärmbekämpfung entsprechen müssen. Die nachfolgenden Ausführungen sollen hierzu dem besseren Verständnis der anstehenden Probleme dienen.

Bei Selbstlüftern ist man an die Drehzahl der elektrischen Maschinen gebunden. Zur Verstärkung der Wirkung von Selbstlüftern wird der Durchmesser des Lüfterrades vergrößert und der Selbstlüfter wird mit einem Diffusorraum umgeben, der wesentlich größer als der Maschinendurchmesser ist. Hierbei wird im allgemeinen ein Sauglüfter verwendet, d. h. Luft wird durch die elektrische Maschine gesaugt und aus Öff-' nungen im Diffusorraum, der gleichzeitig als Lagerschild ausgebildet ist, ausgeblasen.

Da einerseits wegen des Drehrichtungswechsels meist radiale Schaufeln für das Lüfterrad verwendet werden, andererseits für den Luftaustritt wegen der

ι» vorgeschriebenen Schutzart nur eine kleine, meist nach unten gerichtete öffnung zur Verfugung steht, ist der Wirkungsgrad niedrig und der Geräuschpegel ist hoch. Außerdem wird die in Drehrichtung liegende Ausblasöffnung bevorzugt, wodurch auf dieser Seite

ι"· der Geräuschpegel besonders hoch werden kann. Sieht man statt dessen zwei seitliche Ausblasöffnungen vor, so sind diese mit nach unten gerichteten Jalousieblechen abzudecken, damit kein Spritzwasser eindringen kann. Auch hier wird die in Drehrichtung

-'ι· liegende Ausblasöffnung bevorzugt, wodurch der Geräuschpegel auf dieser Seite höher ist als auf der anderen Seite. Seitlich austretende Geräusche können ungehinderter als die nach unten gerichteten an die Ohren von in der Nähe befindlichen Personen dringen

2') und werden also noch unangenehmer empfunden. Oft stehen die Maschinen aber nicht auf dem Fußboden, sondern auf einem Maschinenpodest, wobei dann die nach unten austretenden Luftgeräusche unzumutbar stark in Erscheinung treten. Um das abzumildern,

«ι dreht man in solchen Fällen das Lagerschild mit seinen Ausblasöffnungen nach oben. Diese und weitere konstruktive Maßnahmen zur Vergrößerung des Diffusorraums und der Ausblaskanäle, die außerdem noch mit Schallschluckstoffen ausgekleidet werden, erga-

)-) ben oft nur geringe Erfolge bezüglich der Herabsetzung des Geräuschpegels.

Bei Fremdlüftern kann man unabhängig von der Drehzahl der elektrischen Maschine hohe Drehzahlen wählen und dadurch den Durchmesser des Lüfters

in klein halten. Fremdlüfter werden als Sauglüfter oder Drucklüfter seitlich an die Lagerschilde angebaut oder als Axiallüfter zentral zur Maschinenachse montiert.

Werden Fremdlüfter als Sauglüfter ausgebildet, so

ergeben sich ähnliche Probleme wie bei Selbstlüftern,

v> doch sind diese Probleme nun auf die Ausblasöffnung des Fremdlüfters verlagert. Verwendet man seitlich oder oben aufgebaute Drucklüfter, so ist wegen der Luftumlenkung um 90° die Leistung um den Faktor 1,7 bis 2 zu vergrößern, um die gleiche Kühlwirkung

-,η wie bei axial angeordneten Lüftern zu erzielen. Die Geräusche sind aber bei erhöhter Leistung von vornherein ungleich schwerer zu bekämpfen. Verwendet man schließlich einen axialen Drucklüfter, so tritt die geförderte Luft in kreisender Bewegung in die zu küh-

-,5 !ende elektrische Maschine ein, stößt gegen Lagerschildstreben und Bürstenhalter und verliert durch diese Widerstände so viel an Kühlwirkung, daß auch hier erhöhte Lüfterleistung erforderlich wird. Versuche haben ergeben, daß die Widerstände ebenfalls progressiv anwachsen. Die Kühlwirkung bleibt also relativ unbefriedigend, wohingegen die Geräusche progressiv zunehmen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Lüftungseinrichtung der eingangs beschrie-

M benen Art so auszugestalten, daß ausreichende Kühlluftmengen gefördert und gleichzeitig die Geräusche wesentlich vermindert werden können, ohne daß auf zusätzliche Schallschluckwirkstoffe zurückgegriffen

verden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch geiist, daß der genannte Raum als Expansionsraum ausjebildet ist.

Durch eine solche Ausbildung dieses Raums wird irreicht, daß bei maximaler Förderleistung die geringten Geräusche entstehen, wobei für die ausgeblasene .uft die zu kühlende elektrische Maschine als wirksaner Schalldämpfer vorgeschaltet ist. Versuche haben ;ezeigt, daß die auf der Ausblasseite (insbesondere ^ntriebsseitc) unabhängig von der Drehrichtung ;leichmäßig ausströmende Luft fast geräuschfrei st.

Eine mit einer hier vorgeschlagenen Lüftungscmichtung ausgerüstete elektrische Maschine besitzt olgende Vorteile:

a) An keiner Stelle der elektrischen Maschine tritt ungedämpfte Kühlluft aus dem Lüfterrad ins Freie.

b) An Jalousien und Austrittsöffnungen treten keine drehrichtungsabhängigen, partiell hohen Luftgeschwindigkeiten und Geräusche auf.

c) Infolge der Formgebung des Gehäuses tritt der Kühlluftstrom gleichmäßig am Umfang verteilt axial in die zu kühlende elektrische Maschine ein.

d) Eine kreisende Bewegung der Kühlluft wird weitgehend vermieden.

e) Es braucht kein zusätzliches Schallschluckmaterial verwendet zu werden.

f) Die elektrische Maschine gibt in keiner Richtung

örtlich bevorzugt starke Geräusche ab.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar

"> Fig. 1 und 2 eine Lüftungseinrichtung in Ausbildung als Fremdlüfter und

Fig. 3 eine Lüftungseinrichtung in Ausbildung als Selbstlüfter.

Die gedrückte Blechhaube 1 ist an das Lager-

Hi schild 9 der elektrischen Maschine angeschraubt. Die Innenkontur der Blechhaube 1 ist zur Umlenkung der radial aus dem Lüfterrad 8 austretenden Luft abgeschrägt und abgerundet ausgeführt. Der Lüftermotor 2 (Fig. 1) ist am Zentrierflansch 7 angeschraubt.

ι j Dieser ist mit den aus Rohr- oder Rundmaterial bestehenden Speichen 5 an die Blechhaube angeschweißt. Das Schutzgitter 4 besteht ebenfalls aus Rundmaterial, da es im Luftstrom die geringsten Ansauggeräusche verursacht.

-¹Ii Gemäß Fig. 2 ist zur Einsparung an Baulänge ein Außenläufer-Lüftermotor vorgesehen, dessen Stator 10 am Lagerdeckel 11 der elektrischen Maschine angeordnet ist. Hier spart man den Zentrierflansch 7 und die Speichen 5 der Ausführungsform nach Fig. 1,

r> muß dafür aber einen an die Zentrierung des Stators 10 angepaßten Lagerdeckel 11 verwenden.

Fig. 3 zeigt schließlich ein in der hier vorgeschlagenen Weise als Selbstlüfter ausgebildetes Lüfterrad 13, das unmittelbar auf der verlängerten Welle der elek-

j'i frischen Maschine sitzt.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Axial an elektrische Maschinen außenseitig anzubauende Lüftungseinrichtung mit einem rotationssymmetrischen Gehäuse, welches ein zur Druckbelüftung der elektrischen Maschine dienendes Lüfterrad, aus welchem die Kühlluft radial austritt, umgibt und einen abgerundeten oder abgeschrägten Umlenkabschnitt zur Umlenkung der Kühlluft in axiale Richtung auf die elektrische Maschine hin sowie einen sich daran anschließenden zwischen Lüfter und Lagerschild gelegenen Raum enthält, dessen axiale Ausdehnung nicht kleiner als die Schaufelbreite des Lüfterrades ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum als Expansionsraum ausgebildet ist.