DE102011003597A1

DE102011003597A1 - Electrical machine has housing have inlet and exit side recesses so that cooling medium radially enters into inlet-side recess and axially flows to outlet-side recess through cooling channels and radially discharges from outlet-side recess

Info

Publication number: DE102011003597A1
Application number: DE201110003597
Authority: DE
Inventors: Reiner Grillenberger; Thomas Koch; Martin Sindelka; Ulrich Werner; IIkka af Ursin
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2012-08-09

Abstract

The electrical machine has housing (7) in which stator that has stator core (1) with stator winding (2), and radially surrounds a rotor (3) is arranged. The stator core has extending webs so that adjacent webs in tangential direction and housing form cooling medium channel (9). The housing has inlet and exit side recesses (10,10') formed in inlet and exit side end portion of stator core so that cooling medium radially enters into inlet-side recesses and axially flows to outlet-side recesses through cooling channels and radially discharges from outlet-side recesses.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine,

– wobei die elektrische Maschine einen Stator mit einem Statorblechpaket und einer im Statorblechpaket angeordneten Statorwicklung aufweist,
– wobei der Stator einen um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor radial außen umgibt.

The present invention relates to an electrical machine,

Wherein the electric machine has a stator with a laminated stator core and a stator winding arranged in the laminated stator core,
- Wherein the stator surrounds a rotor rotatable about a rotation axis radially outside.

Derartige elektrische Maschinen sind allgemein bekannt. Mit Ausnahme von Linearmotoren und Außenläufermaschinen sind alle elektrischen Maschinen derart aufgebaut.Such electrical machines are well known. With the exception of linear motors and external rotor machines, all electrical machines are designed in this way.

Elektrische Maschinen müssen oftmals aktiv gekühlt werden, um die in den elektrischen Maschinen anfallende Verlustleistung abzuführen. Um bei elektrischen Maschinen in Schutzarten IP 54 oder besser eine möglichst gute Kühlung zu bewirken, ist es wünschenswert, ein Kühlmedium – oftmals Luft – direkt über oder durch das Statorblechpaket zu führen. Die Kühlung des Statorblechpakets erfolgt im Stand der Technik jedoch über ein Gehäuse.Electric machines often need to be actively cooled to dissipate the power dissipated in the electrical machines. In order to achieve the best possible cooling in electrical machines with IP 54 protection or better, it is desirable to lead a cooling medium - often air - directly over or through the stator lamination stack. The cooling of the laminated stator core takes place in the prior art, however, via a housing.

Bei bekannten elektrischen Maschinen ergibt sich unabhängig davon, ob die Luftführung durch ein zusätzlich umhüllendes Gehäuse in Radialrichtung beschränkt ist oder nicht, oftmals ein hoher Wärmeübergangswiderstand zwischen Statorblechpaket und Gehäuse.In known electrical machines, regardless of whether the air guide is limited by an additionally enclosing housing in the radial direction or not, often results in a high heat transfer resistance between the laminated stator core and the housing.

Bei gehäuselosen elektrischen Maschinen wird die Luft durch axiale Kühlöffnungen geleitet. Durch diese Ausgestaltung wird das Problem der Wärmeübergangswiderstände zwar gelöst. Es ist jedoch ein Schutzrohr erforderlich, das die Wicklungskopfräume von der Außenluft abschirmt. Das Schutzrohr muss abgedichtet werden. Weiterhin muss zusätzlich über ein ebenfalls abgedichtetes Verbindungsstück eine gegen die Außenluft abgeschirmte Kabelführung gewährleistet sein, um die Statorwicklung mit elektrischem Strom versorgen zu können. Die Dichtungsstellen sind potentielle Problemstellen. Es ist anzustreben, dass auf diese zusätzlichen Bauteile – also das Schutzrohr und das Verbindungsstück – verzichtet werden kann.In caseless electric machines, the air is passed through axial cooling holes. Although this embodiment eliminates the problem of heat transfer resistances. However, a protective tube is required which shields the winding head spaces from the outside air. The protective tube must be sealed. Furthermore, in addition to a likewise sealed connector, a shielded against the outside air cable management must be guaranteed in order to provide the stator winding with electricity. The sealing sites are potential problem areas. It is desirable that these additional components - ie the protective tube and the connector - can be dispensed with.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Maschine zu schaffen, bei der eine wirksame Kühlung des Statorblechpakets möglich ist, ohne Wärmeübergangswiderstände durch Gehäuseanbindungen in Kauf nehmen zu müssen und ohne dass ein Schutzrohr zur Abschirmung der Wicklungskopfräume vor der Außenluft erforderlich ist.The object of the present invention is to provide an electrical machine in which an effective cooling of the laminated stator core is possible without having to accept heat transfer resistances through housing connections and without the need for a protective tube to shield the winding head spaces from the outside air.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.The object is achieved by an electric machine with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the electric machine according to the invention are the subject of the dependent claims 2 to 10.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten,

– dass das Statorblechpaket in einem Gehäuse der elektrischen Maschine unter Presssitz oder Formschluss gehalten ist,
– dass das Statorblechpaket radial außen axial verlaufende Stege aufweist, so dass je zwei in Tangentialrichtung benachbarte Stege und das Gehäuse je einen Kühlkanal für ein Kühlmedium begrenzen,
– dass das Gehäuse in einem eintrittseitigen Endbereich des Statorblechpakets eintrittseitige Ausnehmungen und in einem austrittseitigen Endbereich des Statorblechpakets austrittseitige Ausnehmungen aufweist, so dass das Kühlmedium durch die eintrittseitigen Ausnehmungen von radial außen in die Kühlkanäle eintritt, sodann axial durch die Kühlkanäle zu den austrittseitigen Ausnehmungen strömt und schließlich durch die austrittseitigen Ausnehmungen nach radial außen aus den Kühlkanälen austritt.

According to the invention, an electrical machine of the type mentioned by designing,

- That the stator lamination stack is held in a housing of the electrical machine in a press fit or positive fit,
- That the stator lamination has radially outwardly axially extending webs, so that each two adjacent in the tangential direction webs and the housing each define a cooling channel for a cooling medium,
- That the housing in an inlet-side end portion of the laminated stator core inlet-side recesses and in a downstream end portion of the stator lamination on the outlet side recesses, so that the cooling medium enters through the inlet side recesses of radially outward into the cooling channels, then flows axially through the cooling channels to the outlet side recesses and finally exits through the outlet-side recesses radially outward from the cooling channels.

Es ist möglich, dass die axial verlaufenden Stege tangential zur Rotationsachse gesehen gleichmäßig über den Umfang der elektrischen Maschine verteilt sind. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine jedoch derart ausgestaltet, dass die axial verlaufenden Stege tangential zur Rotationsachse gesehen in Stegbereichen angeordnet sind und die Stegbereiche tangential zur Rotationsachse gesehen durch Blockbereiche, die keine axial verlaufenden Stege aufweisen, voneinander getrennt sind. Die Anzahl an Stegbereichen kann insbesondere zwischen 3 und 6 liegen.It is possible that the axially extending webs tangentially to the axis of rotation are distributed uniformly over the circumference of the electric machine. Preferably, however, the electric machine is designed such that the axially extending webs are arranged tangentially to the axis of rotation in web areas and the land areas tangentially to the axis of rotation are separated by block areas which have no axially extending webs. The number of land areas may be in particular between 3 and 6.

Die Stegbereiche überdecken jeweils einen Tangentialwinkel. Die Summe der Tangentialwinkel der Stegbereiche beträgt vorzugsweise mindestens 180°.The web areas each cover a tangential angle. The sum of the tangential angles of the land regions is preferably at least 180 °.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist vorgesehen,

– dass auf das Statorblechpaket im eintrittseitigen Endbereich axial eine eintrittseitige Endscheibe aufgesetzt ist,
– dass die eintrittseitige Endscheibe unter Pass- oder Presssitz radial an das Gehäuse angrenzt,
– dass das Gehäuse axial über die eintrittseitige Endscheibe hinausragt und
– dass das Gehäuse an seinem über die eintrittseitige Endscheibe hinausragenden Ende mit einem eintrittseitigen Lagerschild abgeschlossen ist.

In a preferred embodiment of the electrical machine is provided

In that an entry-side end disk is axially mounted on the stator lamination stack in the entry-side end region,
- That the inlet-side end plate radially adjacent to the housing under fit or press fit,
- That the housing extends axially beyond the inlet-side end plate and
- That the housing is closed at its on the inlet-side end plate protruding end with an entry-side end shield.

Insbesondere kann durch diese Ausgestaltung erreicht werden, dass ein vom Gehäuse radial und der eintrittseitigen Endscheibe und dem eintrittseitigen Lagerschild axial begrenzter eintrittseitiger Wicklungskopfraum durch die genannten Bauteile in der Schutzart IP54 oder besser abgeschlossen ist.In particular, can be achieved by this embodiment, that a radially from the housing and the entrance side end plate and the entry-side end shield axially limited entry-side winding head space is completed by the above components in the degree of protection IP54 or better.

In analoger Weise ist die elektrische Maschine vorzugsweise dadurch ausgestaltet,

– dass auf das Statorblechpaket im austrittseitigen Endbereich axial eine austrittseitige Endscheibe aufgesetzt ist,
– dass die austrittseitige Endscheibe unter Pass- oder Presssitz radial an das Gehäuse angrenzt,
– dass das Gehäuse axial über die austrittseitige Endscheibe hinausragt und
– dass das Gehäuse an seinem über die austrittseitige Endscheibe hinausragenden Ende mit einem austrittseitigen Lagerschild abgeschlossen ist.

In an analogous manner, the electrical machine is preferably configured by

That an exit-side end disk is mounted axially on the stator laminated core in the exit-side end region,
- That the exit-side end plate radially adjacent to the housing under fit or press fit,
- That the housing extends axially beyond the exit-side end plate and
- That the housing is closed at its end projecting beyond the exit end plate with a downstream side end shield.

Auch hier kann durch die entsprechende Ausgestaltung erreicht werden, dass ein vom Gehäuse radial und der austrittseitigen Endscheibe und dem austrittseitigen Lagerschild axial begrenzter austrittseitiger Wicklungskopfraum durch die genannten Bauteile in der Schutzart IP54 oder besser abgeschlossen ist.Again, can be achieved by the appropriate design that a radially from the housing and the outlet side end plate and the outlet side bearing plate axially limited exit-side winding head space is completed by said components in the degree of protection IP54 or better.

Die konstruktive Gestaltung der elektrischen Maschine kann dadurch vereinfacht werden, dass das Gehäuse im eintrittseitigen Endbereich eintrittseitige Überströmkanäle aufweist, welche die eintrittseitigen Ausnehmungen übergreifen, so dass das Kühlmedium zunächst axial durch die eintrittseitigen Überströmkanäle strömt und dann von radial außen in die Kühlkanäle eintritt.The structural design of the electrical machine can be simplified in that the housing has inlet-side overflow channels in the inlet-side end region, which overlap the inlet-side recesses, so that the cooling medium initially flows axially through the inlet-side overflow channels and then enters the cooling channels from radially outside.

In analoger Weise ist es möglich, dass das Gehäuse im austrittseitigen Endbereich austrittseitige Überströmkanäle aufweist, welche die austrittseitigen Ausnehmungen übergreifen, so dass das Kühlmedium zunächst nach radial außen aus den Kühlkanälen austritt und dann durch die austrittseitigen Überströmkanäle axial weiterströmt.In an analogous manner, it is possible for the housing to have outlet-side overflow channels in the outlet-side end region, which overlap the outlet-side recesses, so that the cooling medium first emerges radially outward from the cooling channels and then continues to flow axially through the outlet-side overflow channels.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:Further advantages and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. In a schematic representation:

1 eine Schnittdarstellung einer elektrischen Maschine, 1 a sectional view of an electrical machine,

2 eine perspektivische Darstellung eines Statorblechpakets, 2 a perspective view of a laminated stator core,

3 eine Schnittdarstellung des Übergangs vom Statorblechpaket zu einem Gehäuse der elektrischen Maschine, 3 a sectional view of the transition from the laminated stator core to a housing of the electric machine,

4 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses der elektrischen Maschine, 4 a perspective view of the housing of the electrical machine,

5 das Gehäuse von der Seite und 5 the case from the side and

6 eine Schnittdarstellung eines eintrittseitigen Endbereichs des Statorblechpakets. 6 a sectional view of an entry-side end portion of the stator lamination stack.

Gemäß 1 weist eine elektrische Maschine ein Statorblechpaket 1 auf. Im Statorblechpaket 1 ist eine Statorwicklung 2 angeordnet. Das Statorblechpaket 1 und die Statorwicklung 2 bilden zusammen einen Stator der elektrischen Maschine.According to 1 an electrical machine has a stator lamination stack 1 on. In stator laminated core 1 is a stator winding 2 arranged. The stator core 1 and the stator winding 2 together form a stator of the electric machine.

Der Stator umgibt einen Rotor 3 der elektrischen Maschine radial außen. Der Begriff „radial” ist auf eine Rotationsachse 4 der elektrischen Maschine bezogen. Er bedeutet eine Richtung auf die Rotationsachse 4 zu bzw. von ihr weg.The stator surrounds a rotor 3 the electric machine radially outside. The term "radial" is on an axis of rotation 4 related to the electrical machine. It means a direction on the axis of rotation 4 to or away from her.

Der Rotor 3 ist in Lagern 5, 5' gelagert, so dass er um die Rotationsachse 4 rotierbar ist. Die Lager 5, 5' sind in Lagerschilden 6, 6' angeordnet.The rotor 3 is in camps 5 . 5 ' stored so that it is around the axis of rotation 4 is rotatable. Camps 5 . 5 ' are in camp shields 6 . 6 ' arranged.

Das Statorblechpaket 1 ist von einem Gehäuse 7 der elektrischen Maschine umgeben. Das Statorblechpaket 1 ist im Gehäuse 7 unter Presssitz oder Formschluss gehalten.The stator core 1 is from a housing 7 surrounded by the electric machine. The stator core 1 is in the case 7 held under interference fit or positive locking.

Das Statorblechpaket 1 weist – siehe auch die 2 und 3 – radial außen Stege 8 auf. Die Stege 8 verlaufen in Axialrichtung. Die Axialrichtung ist – analog zum Begriff „radial” – auf die Rotationsachse 4 bezogen. „Axial” bedeutet eine Richtung parallel zur Rotationsachse 4.The stator core 1 points - see also the 2 and 3 - radially outward webs 8th on. The bridges 8th run in the axial direction. The axial direction is - analogous to the term "radial" - on the axis of rotation 4 based. "Axial" means a direction parallel to the axis of rotation 4 ,

Aufgrund der Begrenzung nach radial außen durch das Gehäuse 7 bilden die Stege 8 und das Gehäuse 7 Kühlkanäle 9 für ein Kühlmedium. Insbesondere begrenzen je zwei in Tangentialrichtung benachbarte Stege 8 und das Gehäuse 7 je einen Kühlkanal 9. Der Begriff „tangential” ist – analog zu den Begriffen „radial” und „axial” – ebenfalls auf die Rotationsachse 4 bezogen. Er bedeutet eine Richtung in konstantem radialem Abstand zur Rotationsachse 4 um die Rotationsachse 4 herum.Due to the limitation radially outward through the housing 7 form the bridges 8th and the case 7 cooling channels 9 for a cooling medium. In particular, each delimit two adjacent webs in the tangential direction 8th and the case 7 one cooling channel each 9 , The term "tangential" is - analogous to the terms "radial" and "axial" - also on the axis of rotation 4 based. It means a direction at a constant radial distance to the axis of rotation 4 around the axis of rotation 4 around.

Das Kühlmedium, dessen Fluss in 1 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist, kann in Einzelfällen Wasser sein. In der Regel ist das Kühlmedium Luft.The cooling medium, whose flow in 1 indicated by corresponding arrows may be in individual cases water. As a rule, the cooling medium is air.

Das Kühlmedium soll das Statorblechpaket 1 möglichst über- die gesamte axiale Länge des Statorblechpakets 1 kühlen. Aus diesem Grund ist – siehe ergänzend die 4 und 5 – das Gehäuse 7 in einem axialen Mittelbereich des Statorblechpakets 1 geschlossen, damit das Kühlmedium nicht nach radial außen entweichen kann. An den axialen Endbereichen des Statorblechpakets 1 hingegen – siehe auch 6 – weist das Gehäuse 7 jeweils Ausnehmungen 10, 10' auf. Dadurch kann das Kühlmedium an dem einen axialen Endbereich des Statorblechpakets 1 durch die dortigen Ausnehmungen 10 des Gehäuses 7 von radial außen in die Kühlkanäle 9 eintreten, sodann durch die Kühlkanäle 9 zum anderen Endbereich des Statorblechpakets 1 strömen und dort schließlich durch die dortigen Ausnehmungen 10' des Gehäuses 7 nach radial außen aus den Kühlkanälen 9 austreten. Der guten Ordnung halber wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass in 4 des Gehäuses ein Teil des Gehäuses in der dortigen Darstellung entfernt ist, damit die darunter liegenden Ausnehmungen 10, 10' sichtbar sind.The cooling medium should be the laminated stator core 1 if possible, over the entire axial length of the laminated stator core 1 cool. For this reason - see in addition the 4 and 5 - the case 7 in an axial center region of the stator lamination stack 1 closed, so that the cooling medium can not escape radially outward. At the axial end portions of the stator lamination stack 1 on the other hand - see also 6 - shows the case 7 each recesses 10 . 10 ' on. Thereby, the cooling medium at the one axial end portion of the stator lamination stack 1 through the recesses there 10 of the housing 7 from radially outside into the cooling channels 9 enter, then through the cooling channels 9 to the other end of the stator lamination 1 and finally there through the recesses there 10 ' of the housing 7 radially outward from the cooling channels 9 escape. For the sake of good order, it is pointed out in this context that in 4 the housing is a part of the housing in the local representation is removed, so that the underlying recesses 10 . 10 ' are visible.

Wie erwähnt, tritt das Kühlmedium am einen Endbereich des Statorblechpakets 1 in die Kühlkanäle 9 ein und tritt am anderen Endbereich des Statorblechpakets 1 aus den Kühlkanälen 9 aus. Die entsprechenden Endbereiche des Statorblechpakets 1 werden daher nachfolgend als eintrittseitiger und austrittseitiger Endbereich bezeichnet. Auch die Ausnehmungen 10, 10' des Gehäuses 7 werden dementsprechend als eintrittseitige Ausnehmungen 10 und austrittseitige Ausnehmungen 10' bezeichnet.As mentioned, the cooling medium occurs at one end region of the laminated stator core 1 in the cooling channels 9 and enters at the other end of the stator lamination 1 from the cooling channels 9 out. The corresponding end portions of the stator lamination stack 1 are therefore referred to below as entry-side and exit-side end region. Also the recesses 10 . 10 ' of the housing 7 are accordingly as entrance-side recesses 10 and exit side recesses 10 ' designated.

Wie besonders deutlich aus 2 ersichtlich ist, sind die axial verlaufenden Stege 8 tangential zur Rotationsachse 4 gesehen in Stegbereichen 11 angeordnet. Sie sind durch Blockbereiche 12 voneinander getrennt. Die Blockbereiche 12 weisen keine axial verlaufenden Stege auf.How very clear 2 it can be seen, are the axially extending webs 8th tangential to the axis of rotation 4 seen in dock areas 11 arranged. They are through block areas 12 separated from each other. The block areas 12 have no axially extending webs.

Gemäß der Darstellung von 2 sind je vier Steg- und Blockbereiche 11, 12 vorhanden. Es sind jedoch auch größere Anzahlen möglich. In der Regel sind mindestens drei und höchstens sechs Stegbereiche 11 (und selbstverständlich die gleiche Anzahl an Blockbereichen 12) vorhanden.As shown by 2 are each four bar and block areas 11 . 12 available. However, larger numbers are possible. As a rule, there are at least three and no more than six land areas 11 (and of course the same number of block areas 12 ) available.

Die Stegbereiche 11 überdecken je einen Tangentialwinkel α. Die Summe der Tangentialwinkel α der Stegbereiche 11 sollte mindestens 180° betragen. Der Tangentialwinkel α kann von Stegbereich 11 zu Stegbereich 11 verschieden sein. In der Regel sind jedoch entsprechend der Darstellung in 2 alle Tangentialwinkel α gleich groß. In analoger Weise können auch die Blockbereiche 12 in Tangentialrichtung gesehen unterschiedlich groß sein. In der Regel sind sie jedoch entsprechend der Darstellung in 2 untereinander gleich groß.The bridge areas 11 each cover a tangential angle α. The sum of the tangential angles α of the land areas 11 should be at least 180 °. The tangential angle α can be from land area 11 to footbridge area 11 to be different. In general, however, as shown in 2 all tangential angles α are equal. In an analogous way, the block areas 12 be different in size in the tangential direction. As a rule, however, they are as shown in 2 equal to each other.

Auf das Statorblechpaket 1 ist gemäß 1 in der Regel axial beidseitig jeweils eine Endscheibe 13, 13' aufgesetzt. Über die Endscheiben 13, 13' wird das Statorblechpaket 1 – beispielsweise im Zusammenwirken mit nicht dargestellten Axialbolzen – axial zusammengehalten. Die Endscheiben 13, 13' werden nachfolgend, je nachdem, an welchem axialen Endbereich sie auf das Statorblechpaket 1 aufgesetzt sind, als eintrittseitige Endscheibe 13 und als austrittseitige Endscheibe 13' bezeichnet.On the stator core 1 is according to 1 usually axially on both sides in each case an end plate 13 . 13 ' placed. About the end discs 13 . 13 ' becomes the stator core 1 - For example, in cooperation with axial pins, not shown - held together axially. The end discs 13 . 13 ' are subsequently, depending on which axial end they are on the stator lamination 1 are attached, as entrance-side end plate 13 and as exit-side end plate 13 ' designated.

Die eintrittseitige Endscheibe 13 grenzt gemäß den 1 und 6 – vorzugsweise unter Passsitz, alternativ eventuell unter leichtem Presssitz – radial an das Gehäuse 7 an. Soweit es den Übergang von der eintrittseitigen Endscheibe 13 zum Gehäuse 7 betrifft, besteht somit ein im Wesentlichen dichter Abschluss. Das Gehäuse 7 ragt gemäß den 1 und 6 axial über die eintrittseitige Endscheibe 13 hinaus. Das Gehäuse 7 ist an seinem über die eintrittseitige Endscheibe 13 hinausragenden Ende mit dem dortigen Lagerschild 6 – nachfolgend als eintrittseitiger Lagerschild 6 bezeichnet – abgeschlossen. Auch am Übergang vom eintrittseitigen Ende des Gehäuses 7 zum eintrittseitigen Lagerschild 6 besteht ein im Wesentlichen dichter Abschluss.The entrance-side end disc 13 borders according to the 1 and 6 - Preferably with snug fit, alternatively possibly under slight interference fit - radially to the housing 7 at. As far as the transition from the entry-side end disc 13 to the housing 7 Thus, there is a substantially dense degree. The housing 7 protrudes according to the 1 and 6 axially over the inlet-side end plate 13 out. The housing 7 is at his over the entrance end plate 13 protruding end with the local bearing plate 6 - Below as inlet side bearing plate 6 designated - completed. Also at the transition from the entrance end of the housing 7 to the entrance side end shield 6 there is a substantially dense degree.

Die eintrittseitige Endscheibe 13 und der eintrittseitige Lagerschild 6 begrenzen einen eintrittseitigen Wicklungskopfraum 14 axial. Das Gehäuse 7 begrenzt den eingangseitigen Wicklungskopfraum 14 radial. Aufgrund der im Wesentlichen dichten Übergänge des Gehäuses 7 zur eintrittseitigen Endscheibe 13 und zum eintrittseitigen Lagerschild 6 hin ist der eintrittseitige Wickelkopfraum 14 durch die genannten Bauteile 13, 7, 6 in der Schutzart IP 54 oder besser abgeschlossen, beispielsweise in der Schutzart IP 55 oder IP 65.The entrance-side end disc 13 and the entry-side end shield 6 limit an entry-side winding head space 14 axially. The housing 7 limits the input-side winding head space 14 radial. Due to the essentially tight transitions of the housing 7 to the entrance side end plate 13 and to the entrance side end shield 6 there is the entrance side winding head space 14 through the mentioned components 13 . 7 . 6 with degree of protection IP 54 or better, for example IP 55 or IP 65 degree of protection.

In analoger Weise grenzt vorzugsweise auch die austrittseitige Endscheibe 13' unter Passsitz – eventuell auch unter leichtem Presssitz – radial an das Gehäuse 7 an. Weiterhin ragt das Gehäuse 7 auch austrittseitig axial über die dortige Endscheibe 13' hinaus und ist an seinem über die austrittseitige Endscheibe 13' hinausragenden Ende mit dem anderen Lagerschild 6', d. h. dem austrittseitigen Lagerschild 6', abgeschlossen. Vorzugsweise sind weiterhin – wie zuvor für die Eintrittseite beschrieben – die Übergänge vom Gehäuse 7 zur austrittseitigen Endscheibe 13' und zum austrittseitigen Lagerschild 6' im Wesentlichen dicht. Analog zum eintrittseitigen Wickelkopfraum 14 begrenzen die austrittseitige Endscheibe 13' und der austrittseitige Lagerschild 6' somit einen ausgangseitigen Wicklungskopfraum 14' axial. Das Gehäuse 7 begrenzt den ausgangseitigen Wicklungskopfraum 14' radial. Aufgrund der im Wesentlichen dichten Übergänge des Gehäuses 7 zur austrittseitigen Endscheibe 13' und zum austrittseitigen Lagerschild 6' hin ist auch der austrittseitige Wicklungskopfraum 14' durch die genannten Elemente 13', 7, 6' in der Schutzart IP 54 oder besser abgeschlossen, beispielsweise in der Schutzart IP 55 oder IP 65. Insbesondere sollte die Schutzart, in welcher der austrittseitige Wicklungskopfraum 14' abgeschlossen ist, mit der Schutzart übereinstimmen, mit welcher der eintrittseitige Wicklungskopfraum 14 abgeschlossen ist.In an analogous manner, the exit-side end disk preferably also adjoins 13 ' under snug fit - possibly even under slight press fit - radially to the housing 7 at. Furthermore, the housing protrudes 7 also on the outlet side axially over the local end plate 13 ' out and is at his on the exit end plate 13 ' protruding end with the other end shield 6 ' , ie the exit side end shield 6 ' , completed. Furthermore, the transitions from the housing are preferably also-as described above for the entry side 7 to the exit end plate 13 ' and the exit side end shield 6 ' essentially tight. Analogous to the entry-side winding head space 14 limit the exit end plate 13 ' and the outlet-side end shield 6 ' thus an output side winding head space 14 ' axially. The housing 7 limits the output side winding headspace 14 ' radial. Due to the essentially tight transitions of the housing 7 to the exit end plate 13 ' and the exit side end shield 6 ' There is also the exit-side winding head space 14 ' through the mentioned elements 13 ' . 7 . 6 ' in degree of protection IP 54 or better, for example, in the degree of protection IP 55 or IP 65. In particular, the degree of protection should, in which the exit-side winding head space 14 ' is completed, comply with the protection, with which the entrance-side winding head space 14 is completed.

Wie besonders deutlich aus den 1, 4, 5 und 6 ersichtlich ist, weist das Gehäuse 7 im eintrittseitigen Endbereich des Statorblechpakets 1 eintrittseitige Überströmkanäle 15 auf. Die eintrittseitigen Überströmkanäle 15 übergreifen die eintrittseitigen Ausnehmungen 10. Dadurch wird erreicht, dass das Kühlmedium zunächst axial durch die eintrittseitigen Überströmkanäle 15 strömt und sodann von radial außen in die Kühlkanäle 9 eintritt.How very clear from the 1 . 4 . 5 and 6 it can be seen has the housing 7 in the inlet-side end region of the stator lamination stack 1 inlet-side overflow channels 15 on. The inlet-side overflow channels 15 overlap the entrance-side recesses 10 , This ensures that the cooling medium initially axially through the inlet-side overflow 15 flows and then from radially outside into the cooling channels 9 entry.

Aus den 1, 4 und 5 ist weiterhin ersichtlich, dass das Gehäuse 7 auch im austrittseitigen Endbereich des Statorblechpakets 1 austrittseitige Überströmkanäle 15' aufweist. Die austrittseitigen Überströmkanäle 15' übergreifen die austrittseitigen Ausnehmungen 10'. Dadurch wird bewirkt, dass das Kühlmedium nach dem Durchströmen der Kühlkanäle 9 zunächst nach radial außen aus den Kühlkanälen 9 austritt und dann durch die austrittseitigen Überströmkanäle 15' axial weiterströmt.From the 1 . 4 and 5 is also apparent that the housing 7 also in the outlet-side end region of the laminated stator core 1 outlet-side overflow channels 15 ' having. The outlet-side overflow channels 15 ' overlap the outlet-side recesses 10 ' , This causes the cooling medium after flowing through the cooling channels 9 initially radially outward from the cooling channels 9 exit and then through the outlet-side overflow 15 ' continues to flow axially.

Es sind viele Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich. So ist es beispielsweise möglich, die elektrische Maschine im Querschnitt, so wie in den FIG dargestellt, im Wesentlichen rund auszubilden. Alternativ kann die Ausbildung unrund sein, insbesondere eckig, beispielsweise quadratisch. Weiterhin ist es möglich, dass die austrittseitigen Überströmkanäle 15' entfallen.Many modifications of the present invention are possible. For example, it is possible to form the electric machine in cross-section, as shown in the FIG, substantially round. Alternatively, the formation may be non-circular, in particular angular, for example square. Furthermore, it is possible that the outlet-side overflow 15 ' omitted.

Ebenso ist es möglich, entsprechend der Darstellung in 1 auf der Rotorwelle axial außerhalb des eintrittseitigen Lagerschilds 6 einen Lüfter 16 anzuordnen. Alternativ kann die Luftströmung durch die Kühlkanäle 9 anderweitig erzwungen werden. Ebenso ist es möglich, entsprechend der Darstellung von 1 im eintrittseitigen Wicklungskopfraum 14 (alternativ oder zusätzlich im austrittseitigen Wicklungskopfraum 14') einen weiteren Lüfter 17 anzuordnen, so dass ein innerer Lüftungskreislauf geschaffen wird.It is also possible, as shown in 1 on the rotor shaft axially outside the entry-side end shield 6 a fan 16 to arrange. Alternatively, the air flow through the cooling channels 9 otherwise be enforced. It is also possible, as shown by 1 in the entry-side winding headspace 14 (Alternatively or additionally in the exit-side winding head space 14 ' ) another fan 17 to arrange, so that an inner ventilation circuit is created.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist sie relativ einfach aufgebaut, arbeitet zuverlässig und weist gute Kühlungseigenschaften auf. Ein. Schutzrohr oder dergleichen ist nicht erforderlich. Auch ist ein Anschluss der Statorwicklung 2 an eine elektrische Energieversorgung auf relativ einfache Weise realisierbar.The electrical machine according to the invention has many advantages. In particular, it is relatively simple, works reliably and has good cooling properties. One. Protective tube or the like is not required. Also is a connection of the stator winding 2 to a power supply in a relatively simple manner feasible.

Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.The above description is only for explanation of the present invention. The scope of the present invention, however, is intended to be determined solely by the appended claims.

Claims

Electric machine, - wherein the electric machine has a stator with a laminated stator core ( 1 ) and one in the laminated stator core ( 1 ) arranged stator winding ( 2 ), wherein the stator is rotated about an axis of rotation ( 4 ) rotatable rotor ( 3 ) surrounds radially on the outside, - wherein the stator laminated core ( 1 ) in a housing ( 7 ) of the electric machine is held in a press fit or positive fit, - wherein the stator lamination stack ( 1 ) radially outward axially extending webs ( 8th ), so that in each case two adjacent webs in the tangential direction ( 8th ) and the housing ( 7 ) each have a cooling channel ( 9 ) for a cooling medium, - wherein the housing ( 7 ) in an entry-side end region of the stator lamination stack ( 1 ) entrance-side recesses ( 10 ) and in a downstream end region of the laminated stator core ( 1 ) exit-side recesses ( 10 ' ), so that the cooling medium through the inlet-side recesses ( 10 ) from radially outside into the cooling channels ( 9 ), then axially through the cooling channels ( 9 ) to the outlet-side recesses ( 10 ' ) flows and finally through the outlet-side recesses ( 10 ' ) radially outward from the cooling channels ( 9 ) exit.

Electrical machine according to claim 1, characterized in that the axially extending webs ( 8th ) tangential to the axis of rotation ( 4 seen in land areas ( 11 ) are arranged and the web areas ( 11 ) tangential to the axis of rotation ( 4 ) seen through block areas ( 12 ), which have no axially extending webs, are separated from each other.

Electrical machine according to claim 2, characterized in that the number of web areas ( 11 ) is between 3 and 6.

Electrical machine according to claim 2 or 3, characterized in that the web areas ( 11 ) each cover a tangential angle (α) and that the sum of the tangential angles (α) of the land areas ( 11 ) is at least 180 °.

Electrical machine according to one of the above claims, characterized in that - on the stator lamination stack ( 1 ) in the entry-side end region axially an entry-side end plate ( 13 ) is placed, - that the entrance-side end plate ( 13 ) under fit or press fit radially to the housing ( 7 ), that the housing ( 7 ) axially via the inlet-side end plate ( 13 protrudes) and that the housing ( 7 ) at its on the inlet side end plate ( 13 ) protruding end with an entry-side end shield ( 6 ) is completed.

Electrical machine according to claim 5, characterized in that one of the housing ( 7 ) radially and the inlet-side end plate ( 13 ) and the entry-side end shield ( 6 ) axially limited inlet-side winding head space ( 14 ) by said components ( 6 . 7 . 13 ) with degree of protection IP54 or better.

Electrical machine according to claim 5 or 6, characterized in that - on the stator lamination stack ( 1 ) in the outlet-side end region axially an exit-side end plate ( 13 ' ), - that the exit-side end plate ( 13 ' ) under fit or press fit radially to the housing ( 7 ), that the housing ( 7 ) axially over the exit end plate ( 13 ' protrudes) and that the housing ( 7 ) at its via the exit end plate ( 13 ' ) protruding end with a leaving side end shield ( 6 ' ) is completed.

Electrical machine according to claim 7, characterized in that one of the housing ( 7 ) radially and the exit-side end plate ( 13 ' ) and the outlet-side end shield ( 6 ' ) axially limited exit-side winding head space ( 14 ' ) by said components ( 6 ' . 7 . 13 ' ) with degree of protection IP54 or better.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that housing ( 7 ) in the inlet-side end region inlet-side overflow channels ( 15 ), which the entrance side recesses ( 10 ), so that the cooling medium initially axially through the inlet-side overflow channels ( 15 ) flows and then from radially outside into the cooling channels ( 9 ) entry.

Electrical machine according to claim 9, characterized in that the housing ( 7 ) in the outlet-side end region outlet-side overflow channels ( 15 ' ), which the outlet-side recesses ( 10 ' ), so that the cooling medium initially radially outward from the cooling channels ( 9 ) and then through the outlet-side overflow ( 15 ' ) continues to flow axially.