DE831114C

DE831114C - In an electrical machine, preferably in a low-speed machine, coaxially built-in fan

Info

Publication number: DE831114C
Application number: DEP2069A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wiesemeyer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1949-03-04
Filing date: 1949-03-04
Publication date: 1952-02-11

Description

In eine elektrische Maschine, vorzugsweise in eine langsamlaufende Maschine, koaxial eingebauter Lüfter Bei -zahlreichen elektrischen rotierenden Maschinen ist zur Verbesserung der Kühlung eine Belüftung durch einen auf der \laschittemvelle befestigten Lüfter %'orgesehen. I )iese Maßnahme reicht aber unter Umständen nicht aus, weil einerseits die Drehzahl des Lüfters nicht größer ist als die der zu kühlenden Maschine sowie ferner, weil der äußere f)urchmesser für den Lüfter durch das :Maschinengehäuse begrenzt ist. Namentlich bei langsamlaufenden Maschinen ist man oft gezwungen, eine Fremdbelüftung durch ein außerhalb aufgestelltes Belüftungsaggregat anzuwenden. Ein solches Belüftungsaggregat erfordert eine besondere Montage und ist häufig auch raummäßig nur schwer unterzubringen und stellt eine zusätzliche Fehlerduelle dar. Diese Schwierigkeiten werden überwunden durch die Erfindung, die darin besteht, daß ein in eine elektrische Maschine, vorzugsweise in eine langsamlaufende Maschine, 'koaxial eingebauter Lüfter eine Drehzahl hat, welche von der der Maschinenwelle abweicht. lm allgemeinen wird man die Drehzahl des Lüfters durch Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes gegenüber " der Drehzahl der :Maschinenwelle erhöhen. Damit kann man jedenfalls erreichen, daß auch beilangsamlaufendenMaschinen eine ausreichende Kühlwirkung erzielt wird. Schwierig bleibt die Kühlung jedoch dann, wenn die Drehzahl der Maschine unter Umständen sehr gering werden kann, oder wenn die Maschine sogar im Stillstand stromdurchflossen ist oder an Spannung liegt, so claß in i'hr Wärme entwickelt wird. Für diese Fälle ist es vorteilhaft, daß die Drehzahl des Lüfters gemäß der weiteren Erfindung durch einen eigenen Antrieb des Lüfters unabhängig ist von der Drehzahl der Maschinenwelle.In an electrical machine, preferably a slow one Machine, coaxially built-in fan In numerous electric rotating machines is to improve the cooling a ventilation through a on the \ laschittemvelle attached fan. I) his measure may not be sufficient under certain circumstances because, on the one hand, the speed of the fan is not greater than that of the one to be cooled Machine and also because the outer diameter for the fan is through the machine housing is limited. With slow-running machines in particular, one is often forced to use a Use external ventilation by means of a ventilation unit installed outside. Such a ventilation unit requires special assembly and is often Difficult to accommodate in terms of space and represents an additional mistake duel. These difficulties are overcome by the invention, which consists in that an electrical machine, preferably a low-speed machine, 'The coaxially installed fan has a speed which is different from that of the machine shaft deviates. In general, the speed of the fan is set by interposing it of a transmission gear compared to "the speed of the: increase the machine shaft. In any case, this means that slow-moving machines also have a sufficient cooling effect is achieved. However, cooling remains difficult if if the speed of the machine can be very low under certain circumstances, or if the machine has current flowing through it even when it is at a standstill or there is voltage, so that is developed in their warmth. For in these cases it is advantageous that the speed of the fan according to the further invention by its own drive of the fan is independent of the speed of the machine shaft.

Wenn der Lüfter durch die Maschinenwelle in Umlauf gesetzt werden soll, vorteilhaft mit größerer Drehzahl als die Maschinenwelle, dann kann dies durch ein Übersetzungsgetriebe erfolgen, für welches es verschiedene Ausführungsmöglichkeiten gibt. Es können Zahnradgetriebe, aber auch Friktionsgetriebe, wie z. B. Reibrad- oder Riemenantriebe, verwendet werden. Besonders gedrängt in axialer Richtung wird ein solches Getriebe, wenn eine Art Planetengetriebe verwendet wird, wobei es möglich ist, die Planetenräder festzuhalten oder anzutreiben. Zur Sicherung eines ungestörten Laufes empfiehlt es sich, die Übersetzungsvorrichtung und gegebenenfalls auch die besondere Antriebsvorrichtung für den Liifter innerhalb des Lüftergehäuses, d. li. also gekapselt, unterzubringen.When the fan is set in rotation by the machine shaft should, advantageously at a higher speed than the machine shaft, then this can be done a transmission gear take place, for which there are various design options gives. There can be gear drives, but also friction drives, such as. B. Friction wheel or belt drives can be used. Is particularly pushed in the axial direction such a gearbox, if some kind of planetary gearbox is used, it being possible is to hold or drive the planetary gears. To ensure an undisturbed Laufes, it is advisable to use the translation device and, if necessary, the special drive device for the lifter inside the fan housing, d. left so encapsulated to accommodate.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen vier Abbildungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergeben. , In Abb. i ist t die Maschinenwelle, 2 ist der Schaufelkranz des Lüfters, welcher mittels eines Kugellagers 3 auf der Welle i gelagert ist. Der Lüfter 2 ist daher gegenüber der Welle i drehbeweglich.Four illustrations, the exemplary embodiments, serve to explain the invention reflect the invention. , In Fig. I, t is the machine shaft, 2 is the blade ring of the fan, which is mounted on the shaft i by means of a ball bearing 3. Of the Fan 2 is therefore rotatable with respect to shaft i.

Zum Antrieb dient ein auf der Maschinenwelle fest angebrachtes Zahnrad ,4 mit der Zahnzahl Zi. Mit diesem zusammen wirkt ein Kitzel 5 mit der Zahnzahl "I_3. Mit dem Kitzel 5 ist durch eine gemeinsame Welle ein Zahnrad 6 mit der Zahnzahl Z4 verbunden, das seinerseits mit einem Zahnrad 7 im Hingriff steht. Diese Welle ist an einem ruhenden Maschinenteil gelagert, ihre Achse steht somit im Raum still. Das Zahnrad 7 sitzt auf der Nabe 8 des Lüfters. Somit wird der Lüfter durch die Zahnräder .I, 5, 6, 7 im gleichen Umlaufsinn wie die .\laschinenwelle i angetrieben, wobei die Drehzahl des Lüfters ist. Darin ist ni die Drehzahl der Maschinenwelle. An Stelle des Kugellagers 3 könnte auch ein Walzenlager oder auch ein Gleitlager verwendet sein.A gearwheel 4 with the number of teeth Zi, which is fixedly attached to the machine shaft, is used for the drive. A tickle 5 with the number of teeth "I_3" works with this is in engagement with a gear 7. This shaft is mounted on a stationary machine part, its axis is thus stationary in space. The gear 7 sits on the hub 8 of the fan. 7 driven in the same direction of rotation as the machine shaft i, with the speed of the fan is. Ni is the speed of the machine shaft. Instead of the ball bearing 3, a roller bearing or a plain bearing could also be used.

In Abb.2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines durch die Maschinenwelle angetriebenen 1_üfters 2 wiedergegeben, wobei ebenfalls die Liifterdrehzahl höher ist als die der 3vIaschinenwelle.In Fig.2 there is another embodiment of one through the machine shaft driven 1_ventilers 2 reproduced, whereby the fan speed is also higher is than that of the 3v machine shaft.

Auf der Welle i ist wie in Abb. i eine Lüfternabe durch ein Kugellager gelagert. Der Schaufelkranz des Lüfters ist wiederum mit 2 bezeichnet. Auf der Maschinenwelle i sitzt ein Zahnrad 9 mit einem inneren Zahnkranz mit der Zahnzahl Z5. Auf der Nabe 8 des Lüfters sitzt ein Zahnkranz mit Außenverzahnung mit der Zahnzahl Z8: Im Eingriff mit beiden stehen Planetenräder io, von denen in der Abbildung nur eines zu sehen ist. Die Achse der Planetenräder steht im Raum still infolge Befestigung an einem ruhenden Magchinenteil, z. B. an der Lüfterhaube i i. Beim Umlauf nimmt die Welle i <las Zahnrad 9 mit, wobei das Planetenrad io in Umdrehungen kommt. Diese l'nidrehung überträgt sich auf den auf der Nabe 8 des Lüfters sitzenden Zahnkranz mit Außenverzahnung mit der Zahnzahl Z.. Es ergibt sich daraus für den Lüfter eine Drehzahl wobei iti wiederum die Drehzahl der Welle ist. Der Umlaufsinn des Lüfters ist bei dieser Anordnung entgegengesetzt dem Umlaufsinn der Maschinenwelle. Schädliche Wirbelungen des Kühlluftstromes treten dabei bei langsamlaufenden Maschinen nicht auf.As in Fig. I, a fan hub is mounted on shaft i by means of a ball bearing. The blade ring of the fan is again designated by 2. A gear wheel 9 with an inner ring gear with the number of teeth Z5 is seated on the machine shaft i. On the hub 8 of the fan sits a ring gear with external teeth with the number of teeth Z8: Planet gears are in mesh with both, of which only one can be seen in the illustration. The axis of the planetary gears is still in the room due to attachment to a stationary part of the magazine, for. B. on the fan cover i i. As it rotates, the shaft i <las gear 9 with it, the planet gear io rotating. This rotation is transmitted to the ring gear with external toothing with the number of teeth Z, which is seated on the hub 8 of the fan. This results in a speed for the fan where iti in turn is the speed of rotation of the shaft. In this arrangement, the direction of rotation of the fan is opposite to the direction of rotation of the machine shaft. Harmful eddies in the cooling air flow do not occur with slow-running machines.

In Abb.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Auf der Nabe 8 des Lüfters sitzt wiederum ein Zahnkranz finit der Zahnzahl Z7. Mit einem fest stehenden Maschinenteil, z. B. der Lüfterkappe i i, ist ein Zahnkranz Zlo fest verbunden. Zwischen beiden laufen die Kitzel 12 eines Planetengetriebes. Die einzelnen Räder i2 sind mit einem Stern 13 verbunden, der von der !Maschinenwelle mitgenommen wird. In diesem Fall ist die Drehzahl des Lüfters Während in den Abb. t bis 3 der _Antrieb des Lüfters stets von der Nlascliiiienw#elle her erfolgt, zeigt Abb.4 eine Anordnung finit einem eigenen Lüfterantrieb. Auf der llascliinenwelle i ist, wie in den anderen Beispielen, die Lüfterwelle 8 drehbar gelagert. Die Nabe trägt einen Zahnkranz Z11, mit welchem direkt oder über Zwischenglieder ein von einem Motor 14 angetriebenes Zahnrad Zig im Eingriff steht. Die Drehzahl des Motors 1d wie auch seine Drehrichtung können unabhängig von den Bewegungen der Welle i gewählt werden, woraus sich die -Möglichkeit ergibt, den Lüfter gleichsinnig oder gegensinnig zur Drehwelle finit gleicher oder abweichender Drehzahl anzutreiben. Diese Anordnung hat einen besonderen @'Vert für den Fall, daß es sich um Maschinen handelt, die unter Umständen auch bei langsamem Lauf eine solche Verlustwärme entwickeln, daß sie eine Kühlung durch einen Lüfter nicht entbehren können. Bei übereinstimmender Drehrichtung des Lüfters und der Maschine werden schädliche Wirbelungen vermieden.Another embodiment is shown in Figure 3. On the hub 8 of the fan, in turn, there is a finite ring gear with the number of teeth Z7. With a stationary machine part, e.g. B. the fan cap ii, a ring gear Zlo is firmly connected. The tickles 1 2 of a planetary gear run between the two. The individual wheels i2 are connected to a star 13 which is carried along by the machine shaft. In this case it is the speed of the fan While in Figs. 3 to 3 the fan is always driven from the shaft of the shaft, Fig. 4 shows an arrangement finite with its own fan drive. As in the other examples, the fan shaft 8 is rotatably mounted on the llascliinenwelle i. The hub carries a toothed ring Z11, with which a toothed wheel Zig driven by a motor 14 meshes directly or via intermediate links. The speed of the motor 1d as well as its direction of rotation can be selected independently of the movements of the shaft i, which results in the possibility of driving the fan in the same direction or in the opposite direction to the rotating shaft finitely the same or different speed. This arrangement has a special @ 'Vert for the case that it is a question of machines which, under certain circumstances, develop such a heat loss even when running slowly that they cannot do without cooling by a fan. With the same direction of rotation of the fan and the machine, harmful eddies are avoided.

Wie aus den Abbildungen hervorgeht, wird der Lüfter zweckmäßigerweise auf der Maschinenwelle gelagert, woraus sich seine Zentrierung dann von selbst ergibt. .-Tuch erhält nian bei dieser Anordnung eine gedrängte Bauart und kann zur Ilbdeckung des Lüfters eine leichte Blechkappe wählen. Es bereitet dann keine Schwierigkeiten, die Blechkappe so zu gestalten, daß das Getriebe zuin :\iitrieb des Lüfters und gegebenenfalls sogar ein besonderer Antriebsmotor für den Lüfter innerhalb dieser Kappe untergebracht werden.As can be seen from the pictures, the fan is expedient stored on the machine shaft, from which its centering then results automatically. With this arrangement, cloth is given a compact design and can be used for covering choose a light sheet metal cap for the fan. Then there is no problem to design the sheet metal cap so that the gearbox drives the fan and possibly even a special drive motor for the fan within this Cap can be accommodated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. In an electrical machine, preferably in a slow-running machine, coaxially built-in fan, characterized by that the fan speed deviates from the speed of the machine shaft.

2. I.iifter after: \ nsprticli i, thereby marked, dala see 1) i-eliztilil through interposition one Transmission gear is increased compared to the speed of the machine shaft.

3. Fan according to claim t, characterized in that its speed is controlled by its own \ ndrive is independent of the speed of the machine shaft.

Fan according to claim i or a, characterized in that a transmission gear with revolving or Fixed planet gears is used to drive the fan.

5. Fan according to claim i or following, characterized in that it is rotatable on the machine shaft is stored. ,

6. Fan according to claim i or the following, characterized in that that the gear for driving the fan is housed within the fan housing is.