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DE102008027002A1 - electric motor - Google Patents

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channel
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Gerhard Rehage
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Gildemeister Drehmaschinen GmbH
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Gildemeister Drehmaschinen GmbH
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Abstract

Ein Elektromotor weist einen Rotor und einen Stator auf. Es ist eine Kühleinrichtung vorgesehen, welche zur Kühlung des Stators ausgebildet ist. Die Kühleinrichtung weist einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanal auf, welcher mit einem Vergußmaterial vergossen und wenigstens abschnittsweise auf der Oberfläche des Stators angeordnet ist.An electric motor has a rotor and a stator. A cooling device is provided, which is designed to cool the stator. The cooling device has a cooling channel through which a cooling medium can flow, which is encapsulated with a potting material and arranged at least in sections on the surface of the stator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an electric motor according to the preamble of the claim 1.

Entsprechende Motoren weisen eine Kühleinrichtung auf, mit der der Motor im Betrieb gekühlt wird. Aus DE 199 57 942 C1 ist ein entsprechender flüssigkeitsgekühlter Motor bekannt, welcher von einem Gehäuse mit Kühlmantel umgeben ist. Der Kühlmantel wird dabei in Kontakt mit dem Stator des Elektromotores gebracht. Die bekannte Kühlung ist allerdings nicht effizient, weil der Kontakt zwischen Kühlmantel und Stator unzureichend ist, da der Stator zur Montage in das Motorgehäuse eingeschoben werden muß. Zudem sitzen bei der bekannten Einrichtung die Kühlkanäle, durch die das Kühlmittel fließt, auf dem Kühlmantel, so daß die Übertragung der Kühlung auf den Stator nur mittelbar über den Kühlmantel erfolgen kann und somit nicht effektiv ist. Zudem ist das beschriebene Gehäuse für den Elektromotor teuer, weil der mit Kühlkanälen versehene Kühlmantel mit einer weiteren druckdichten Hülse, die den Kühlmantel umschließt, versehen werden muß.Corresponding engines have a cooling device with which the engine is cooled during operation. Out DE 199 57 942 C1 is a corresponding liquid-cooled engine is known, which is surrounded by a housing with cooling jacket. The cooling jacket is brought into contact with the stator of the electric motor. However, the known cooling is not efficient, because the contact between the cooling jacket and stator is insufficient, since the stator must be inserted for mounting in the motor housing. In addition, sitting in the known device, the cooling channels through which the coolant flows on the cooling jacket, so that the transfer of cooling to the stator can be done only indirectly via the cooling jacket and thus is not effective. In addition, the housing described for the electric motor is expensive, because the cooling jacket provided with cooling jacket with another pressure-tight sleeve which encloses the cooling jacket, must be provided.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Elektromotor der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Kühlung effektiver ist und bei welchem die geschilderten Nachteile nicht auftreten.task The invention is therefore an electric motor of the aforementioned Specify type whose cooling is more effective and in which the described disadvantages do not occur.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Elektromotor mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.Solved This task is accomplished by an electric motor with the characteristics of Claims 1 and 4. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß sind die Kühlkanäle aus einem wendelförmigen oder mäanderförmigen Rohr gebildet, welches entweder zusammen mit einem wärmeleitfähigen Vergußmaterial oder aber direkt auf dem Stator aufgebracht ist.According to the invention the cooling channels of a helical or meandering tube is formed, which either together with a thermally conductive potting material or is applied directly on the stator.

Im ersten Fall wird durch den Verguß ein nahezu perfekter thermischer Kontakt zwischen Stator und Kühlkanal hergestellt. Im zweiten Fall, der sich besonders bei einer annähernd runden Außenkontur des Stators eignet, ist das wendelförmige Rohr bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet und die aus einem hinreichend flexiblen Material gebildete Wendel weist einen etwas kleineren Durchmesser auf als der Stator, so daß die Wendel gespreizt auf den Stator aufgeschoben werden kann und sich nach dem Aufschieben elastisch zusammenzieht und am Stator satt, d. h. weitestgehend ohne Zwischenraum, anliegt.in the The first case becomes almost perfect by casting thermal contact between stator and cooling channel produced. In the second case, especially at an approximate round outer contour of the stator is the helical Pipe preferably formed with a rectangular cross-section and the from a sufficiently flexible material formed helix has a slightly smaller diameter than the stator, so that the Spiral spread on the stator and can be pushed contracts elastically after pushing on and is full on the stator, d. H. largely without space, is present.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen der 1 bis 3 schematisch näher erläutert.Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings of 1 to 3 schematically explained in more detail.

1 – zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Elektromotors in Längsschnittansicht, 1 FIG. 2 shows a first embodiment according to the invention of the electric motor in longitudinal section view, FIG.

2 – zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Elektromotors in Längsschnittansicht, 2 Shows a second embodiment of the invention of the electric motor in longitudinal section view,

3 – zeigt eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform des Elektromotors in Längsschnittansicht. 3 Shows a third embodiment of the invention of the electric motor in longitudinal section view.

Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der aus einem Rotor 1 und einem Stator 2 gebildete Elektromotor mit der Motorachse A in Längsschnittansicht dargestellt. Die Kühleinrichtung 3 ist auf dem Stator 2 angeordnet und weist unter anderem einen wendelförmigen Kühlkanal 3a auf, der von einem Kühlmittel durchströmt wird. Der Stator 2 und der Kühlkanal 3a befinden sich im thermischen Kontakt, wobei der Kühlkanal 3a auf der Oberfläche des Stators 2 bzw. auf den Spannringen 2a, 2d wenigstens teilweise aufliegt. Die Spannringe 2a, 2d umgreifen dabei Bereiche des Wickelkopfes 2c formschlüssig; hierzu ist der Wickelkopf 2c von einem vorzugsweise wärmeleitfähigen ersten Vergußmaterial umgeben. Der Kühlkanal 3a ist im gezeigten Beispiel ebenfalls mit einem wärmeleitfähigen Vergußmaterial 3b vergossen und bildet so eine Art Manschette, die um den Stator 3 herum angeordnet ist. Diese Anordnung sorgt dafür, daß zum einen der thermische Kontakt zwischen Kühleinrichtung 3 und Stator 2 verbessert wird, zum anderen wird eine homogenere Temperaturverteilung längs des Stators 2 geschaffen, so daß die Kühlung effektiver wird. Das Vergußmaterial 2d bzw. 3b ist bevorzugt ein Kunstharz, andere Materialien kommen jedoch auch in Betracht.Im in 1 the embodiment shown is that of a rotor 1 and a stator 2 formed electric motor with the motor axis A shown in longitudinal section view. The cooling device 3 is on the stator 2 arranged and has inter alia a helical cooling channel 3a on which flows through a coolant. The stator 2 and the cooling channel 3a are in thermal contact, with the cooling channel 3a on the surface of the stator 2 or on the clamping rings 2a . 2d at least partially. The clamping rings 2a . 2d encompass areas of the winding overhang 2c form-fitting; this is the winding head 2c surrounded by a preferably thermally conductive first potting material. The cooling channel 3a is in the example shown also with a thermally conductive potting material 3b potted and forms a kind of cuff, which is around the stator 3 is arranged around. This arrangement ensures that, on the one hand, the thermal contact between the cooling device 3 and stator 2 is improved, on the other hand, a more homogeneous temperature distribution along the stator 2 created so that the cooling is more effective. The potting material 2d respectively. 3b is preferably a synthetic resin, but other materials are also considered.

Eine weitere Ausführungsform ist in 2 gezeigt. Dieselben Bauteile sind hier mit identischen Bezugszeichen versehen, so daß für deren Beschreibung auf die oben stehenden Ausführungen zur ersten Ausführungsform verwiesen wird.Another embodiment is in 2 shown. The same components are provided here with identical reference numerals, so that reference is made to their description of the above statements to the first embodiment.

Auf der Oberfläche des Stators 2 ist wieder der wendelförmige Kühlkanal 3a gesehen, jedoch nicht mit einem runden, sondern mit einem rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt. Die dem Stator 2 zugewandten Seiten 3a' des Kühlkanals 3a können so flächig auf dem Stator 2 bzw. den Spannringen 2a, 2b aufliegen und so den thermischen Kontakt herstellen. In diesem Fall muß der wendelförmig ausgebildete Kühlkanal 3a nicht mit einem Vergußmaterial vergossen bzw. von einem wärmeleitfähigen Medium umgeben sein, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Um den thermischen Kontakt zwischen Kühlkanal 3a und Stator 2 so gut wie möglich zu gewährleisten, besteht der Kühlkanal 3a aus einem elastischen Material. Die durch den Kühlkanal 3a gebildete Wendel weist dabei im nicht elastisch verformten, d. h. entspannten Zustand einen Durchmesser auf, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der Statoroberfläche bzw. der Fläche, auf welche die Wendel aufgebracht werden soll. Zur Montage wird die Wendel dann elastisch gedehnt und auf den Stator 2 aufgeschoben. Da die Wendel im entspannten Zustand einen geringeren Durchmesser aufweist als der Stator, wird die Wendel gegen den Stator vorgespannt und liegt immer fest an diesem an, so daß immer ein thermischer Kontakt zwischen Kühlkanal 3a und Stator 2 besteht.On the surface of the stator 2 is again the helical cooling channel 3a seen, but not with a round, but with a rectangular or square cross-section. The the stator 2 facing sides 3a ' of the cooling channel 3a can be so flat on the stator 2 or the clamping rings 2a . 2 B rest and thus establish the thermal contact. In this case, the helical cooling channel must 3a not be encapsulated with a potting material or surrounded by a thermally conductive medium, as is the case in the first embodiment. To the thermal contact between the cooling channel 3a and stator 2 To ensure as well as possible, there is the cooling channel 3a made of an elastic material. The through the cooling channel 3a In this case, the helix formed has a non-elastically deformed, ie relaxed, state on knife, which is slightly smaller than the diameter of the stator surface or the surface to which the helix is to be applied. For assembly, the helix is then stretched elastically and onto the stator 2 postponed. Since the coil in the relaxed state has a smaller diameter than the stator, the coil is biased against the stator and is always firmly against this, so that always a thermal contact between the cooling channel 3a and stator 2 consists.

Im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der aus einem Rotor 1 und einem Stator 2 gebildete Elektromotor mit der Motorachse A in Längsschnittansicht dargestellt. Die Kühleinrichtung 3 ist auf dem Stator 2 angeordnet und weist unter anderem einen mäanderförmigen Kühlkanal 3a auf, der von einem Kühlmittel durchströmt wird. Der Stator 2 und der Kühlkanal 3a befinden sich im thermischen Kontakt, wobei der Kühlkanal 3a auf der Oberfläche des Stators 2 bzw. auf den Spannringen 2a, 2d wenigstens teilweise aufliegt. Die Spannringe 2a, 2d umgreifen dabei Bereiche des Wickelkopfes 2c formschlüssig; hierzu ist der Wickelkopf 2c von einem vorzugsweise wärmeleitfähigen ersten Vergußmaterial umgeben. Der Kühlkanal 3a ist im gezeigten Beispiel ebenfalls mit einem wärmeleitfähigen Vergußmaterial 3b vergossen und bildet so eine Art Manschette, die um den Stator 3 herum angeordnet ist. Diese Anordnung sorgt dafür, daß zum einen der thermische Kontakt zwischen Kühleinrichtung 3 und Stator 2 verbessert wird, zum anderen wird eine homogenere Temperaturverteilung längs des Stators 2 geschaffen, so daß die Kühlung effektiver wird. Das Vergußmaterial 2d bzw. 3b ist bevorzugt ein Kunstharz, andere Materialien kommen jedoch auch in Betracht.Im in 3 the embodiment shown is that of a rotor 1 and a stator 2 formed electric motor with the motor axis A shown in longitudinal section view. The cooling device 3 is on the stator 2 arranged and has, inter alia, a meandering cooling channel 3a on which flows through a coolant. The stator 2 and the cooling channel 3a are in thermal contact, with the cooling channel 3a on the surface of the stator 2 or on the clamping rings 2a . 2d at least partially. The clamping rings 2a . 2d encompass areas of the winding overhang 2c form-fitting; this is the winding head 2c surrounded by a preferably thermally conductive first potting material. The cooling channel 3a is in the example shown also with a thermally conductive potting material 3b potted and forms a kind of cuff, which is around the stator 3 is arranged around. This arrangement ensures that, on the one hand, the thermal contact between the cooling device 3 and stator 2 is improved, on the other hand, a more homogeneous temperature distribution along the stator 2 created so that the cooling is more effective. The potting material 2d respectively. 3b is preferably a synthetic resin, but other materials are also considered.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19957942 C1 [0002] - DE 19957942 C1 [0002]

Claims (6)

Elektromotor mit einem Rotor (1) und einem Stator (2), wobei eine Kühleinrichtung (3) vorgesehen ist, welche zur Kühlung des Stators (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (3) einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanal (3a) aufweist, welcher mit einem Vergußmaterial (3b) vergossen und wenigstens abschnittsweise auf der Oberfläche des Stators (2) angeordnet ist.Electric motor with a rotor ( 1 ) and a stator ( 2 ), wherein a cooling device ( 3 ) is provided, which for cooling the stator ( 2 ), characterized in that the cooling device ( 3 ) a through-flow of a cooling medium cooling channel ( 3a ), which with a potting material ( 3b ) and at least partially on the surface of the stator ( 2 ) is arranged. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (3a) wendelförmig ausgebildet ist.Electric motor according to claim 1, characterized in that the cooling channel ( 3a ) is helically formed. Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergußmaterial (3b) ein Kunstharz ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the potting material ( 3b ) is a synthetic resin. Elektromotor mit einem Rotor (1) und einem Stator (2), wobei eine Kühleinrichtung (3) vorgesehen ist, welche zur Kühlung des Stators (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (3) einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanal (3a) aufweist, welcher wenigstens abschnittweise an der Oberfläche des Stators (2) anliegt, wobei der Kühlkanal (3a) eine sich um die Motorenachse (A) erstreckende Wendelform aufweist und aus einem elastisch verformbaren Material besteht, wobei der Wendeldurchmesser im nicht elastisch verformten Zustand des Kühlkanals (3a) kleiner ist als der Durchmesser des Stators (2).Electric motor with a rotor ( 1 ) and a stator ( 2 ), wherein a cooling device ( 3 ) is provided, which for cooling the stator ( 2 ), characterized in that the cooling device ( 3 ) a through-flow of a cooling medium cooling channel ( 3a ), which at least in sections on the surface of the stator ( 2 ) is applied, wherein the cooling channel ( 3a ) has a helical shape extending around the motor axis (A) and consists of an elastically deformable material, wherein the helix diameter in the non-elastically deformed state of the cooling channel ( 3a ) is smaller than the diameter of the stator ( 2 ). Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (3a) einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling channel ( 3a ) has a round or rectangular cross-section. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (3a) mäanderförmig ausgebildet ist.Electric motor according to claim 1, characterized in that the cooling channel ( 3a ) is meander-shaped.
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