-
Die Anmeldung bezieht sich auf einen Stator für elektrische Maschinen, der einen Statorkern mit einem Joch, einer Vielzahl von Zähnen und einer Vielzahl von Nuten aufweist.
-
Es ist bekannt, dass beim Betrieb von elektrischen Maschinen wie Generatoren oder Elektromotoren, die zum Antrieb von Kraftfahrzeugen verwendet werden, Wärme- oder Kupferverluste auftreten. Um eine Überhitzung zu vermeiden, die zu einem verminderten Wirkungsgrad oder sogar zu einer Beschädigung oder einer Verkürzung der Lebensdauer, insbesondere der Isolierungslebensdauer, der jeweiligen elektrischen Maschine führen würde, sind Kühlmaßnahmen vorgesehen.
-
Beispielsweise offenbart die
US 6,954,010 B1 eine Vorrichtung, wie einen Motor, einen Transformator oder eine Induktionsspule, die einen Stapel von Lamellen aufweist, wobei eine Vielzahl von zumindest teilweise übereinstimmenden Öffnungen durch den Stapel von Lamellen verläuft und eine Vielzahl von Kühlmitteldurchgängen definiert. An den gegenüberliegenden Enden des Lamellenstapels befinden sich Verteilerelemente, die die Kühlmittelkanäle mit einer geeigneten Kühlmittelpumpe und einem Kühlkörper verbinden. Es gibt eine Vielzahl von Öffnungen, darunter sowohl gleich große Öffnungen, die gerade Durchgänge bilden, als auch Öffnungen, die in Größe, Form und/oder Position variieren, um nicht-axiale Durchgänge zu bilden.
-
Die
US 10,128,701 B1 offenbart ein Kühlsystem für Elektromotoren, bei dem eine Vielzahl von axialen Kühlkanälen in die Statorzähne integriert ist. Die Achse jedes der axialen Kühlmittelkanäle verläuft parallel zur Statorachse. Eine in den Stator integrierte Kühlmittelverteileranordnung verbindet die Kühlmittelkanäle im Stator mit der Kühlmittelquelle.
-
Die
US 2021/351642 A1 offenbart ein Kühlsystem für Elektromotoren, das in den Stator integrierte axiale Kühlmittelkanäle und einen zentral im Stator angeordneten Kühlmittelverteiler zur effizienten Wärmeabfuhr nutzt. Der Kühlmittelverteiler umfasst ein mittleres Element, das den Eintritt von Kühlmittel in die axialen Kühlmittelkanäle über Übergangsbleche ermöglicht, wobei die Übergangsbleche Kühlmittelverteilungskanäle umfassen, die den in den Verteiler eintretenden Kühlmittelstrom in die in den Stator integrierten axialen Kühlmittelkanäle leiten.
-
Die
US 2022/0014062 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einem Rotor und mindestens einem Kühlkanal. Der Rotor ist um eine Achse drehbar, die eine axiale Richtung definiert, und umfasst einen Stator mit elektrisch leitenden Statorwicklungen. Zur Kühlung der Statorwicklungen fließt ein Kühlmittel durch mindestens einen Kühlkanal. Der Stator hat Zähne, die sich in axialer Richtung erstrecken. Der Kühlkanal und die Statorwicklungen sind in einem Zwischenraum angeordnet, der zwischen zwei benachbarten Statorzähnen gebildet wird. In dem Zwischenraum ist ein Kunststoff zur Übertragung der Wärme von den Statorwicklungen auf den Kühlkanal angeordnet.
-
Die
US 2022/0200382 A1 offenbart in einem Statorstapel ein nuteninternes Kühlsystem, das Folgendes umfasst: zwei oder mehr Leiter einer Haarnadelwicklung, die in jedem Schlitz in einer ersten Gruppe von Schlitzen vorgesehen sind, wobei jeder Leiter axial durch den Statorstapel verläuft und sich in einem unterschiedlichen vorbestimmten radialen Abstand von einem Luftspalt befindet; und benachbart zu jeder Nut der ersten Gruppe von Nuten an dem Ende, das sich in der Nähe des Luftspalts befindet, einen Brückenteil des Laminiermaterials, der die Nut schließt und in dem Statorstapel im Wesentlichen benachbart zu dem Leiter mit dem kürzesten vorbestimmten Abstand von dem Luftspalt einen axialen Kühlkanal bildet, der es einem Kühlmittel ermöglicht, darin zu fließen, ohne dass es daraus austritt.
-
Eine Aufgabe kann darin bestehen, einen Stator für eine elektrische Maschine mit einem verbesserten Strömungspfad der Kühlflüssigkeit bereitzustellen.
-
Nach einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch einen Stator einer elektrischen Maschine nach Anspruch 1 gelöst. Der Stator der elektrischen Maschine hat eine Achse und umfasst einen Statorkern mit einem Joch, einer Vielzahl von Zähnen und einer Vielzahl von Nuten, wobei sich die Zähne von dem Joch in Bezug auf die Achse radial nach innen erstrecken und sich mit den Nuten abwechseln. Mehrere innere Kühlkanäle verlaufen parallel zur Achse durch den Statorkern. Mindestens einer der inneren Kühlkanäle ist als integrierter Kühlkanal ausgebildet, wobei der integrierte Kühlkanal zumindest teilweise in einem der Zähne verläuft und mit einer der Nuten verbunden ist.
-
Die Verbindung des integrierten Kühlkanals mit der Nut, die sich zumindest teilweise in den benachbarten Zahn erstreckt, ist eine vorteilhafte Verbesserung im Vergleich zu Kanälen, die entweder nur in die Zähne oder nur in die Nuten integriert sind. Kanäle in den Zähnen haben aufgrund der geringen Erstreckung der Zähne entlang des Umfangs eine starke Einschränkung in Bezug auf deren Breite in Umfangsrichtung. Kanäle in den Nuten haben eine geringere Kontaktfläche zum Statorkern, wodurch ein großer Teil der abzuführenden Wärme zurückgehalten wird. Die integrierten Kühlkanäle, die mit den Nuten verbunden sind, ermöglichen verschiedene Positionen und Querschnitte, die beispielsweise ein geringeres Seitenverhältnis der Umfangs- und Radialerstreckung aufweisen als Kanäle, die nur in den Zähnen verlaufen. Der integrierte Kühlkanal ist mit der Nut verbunden und erstreckt sich zumindest teilweise in den Zahn, wenn die Hohlräume, die den integrierten Kühlkanal und die Nuten bilden, miteinander verbunden sind oder sich teilweise überlappen, aber nicht vollständig überlappen, in dem Sinne, dass ein Material des Statorkerns den integrierten Kühlkanal nicht von der Nut trennt, sondern der integrierte Kühlkanal sich über die Nut hinaus erstreckt, insbesondere in Umfangsrichtung. So werden beispielsweise eine Nut und ein oder mehrere integrierte Kühlkanäle als ein gemeinsamer Hohlraum ausgebildet. Darüber hinaus können für jedes Paar von Nuten und Zähnen ein oder zwei integrierte Kühlkanäle vorgesehen werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform sind die integrierten Kühlkanäle in einem Übergangsbereich zwischen dem Joch und den Nuten angeordnet, d. h. an den radial äußeren Enden der Nuten. Der integrierte Kühlkanal kann sich zum Teil in einem der Zähne und zum Teil in dem Joch befinden. Zusätzlich können bestimmte innere Kühlkanäle, bei denen es sich nicht um integrierte Kühlkanäle handelt, an den radial nach innen gerichteten Enden der Nuten angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die integrierten Kühlkanäle radial entlang einer Seite oder beider Seiten der Nuten angeordnet sein.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die integrierten Kühlkanäle und optional die inneren Kühlkanäle über fluiddichte Leitungsrohre verfügen, die einen Strom von Kühlflüssigkeit im Inneren der Kanäle von den Nuten trennen. Die fluiddichten Leitungsrohre können aus einem Kunststoffverbundmaterial hergestellt sein. Der Kunststoffverbundwerkstoff der fluiddichten Leitungsrohre kann sich in die Nut hinein erstrecken und die Nut zu einem Innendurchmesser des Statorkerns hin verschließen, z. B. wenn die Nuten zum Innendurchmesser hin offen sind und die inneren Kühlkanäle an den radial innen liegenden Enden der Nuten angeordnet sind.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Stator der elektrischen Maschine ferner eine Wicklung mit einer Vielzahl von Leitern, wobei sich die Leiter parallel zur Achse durch die Nuten erstrecken und eine Isolierung die Leiter umgibt, wobei die Isolierung einstückig mit den fluiddichten Leitungsrohren ausgebildet ist.
-
Nach einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch den Stator einer elektrischen Maschine nach Anspruch 7 gelöst. Der Stator der elektrischen Maschine hat eine Achse und umfasst einen Statorkern mit einem Joch, einer Vielzahl von Zähnen und einer Vielzahl von Nuten, wobei sich die Zähne von dem Joch in Bezug auf die Achse radial nach innen erstrecken und sich mit den Nuten abwechseln. Mehrere innere Kühlkanäle erstrecken sich durch den Statorkern parallel zur Achse, und mehrere äußere Kühlkanäle erstrecken sich radial außerhalb der inneren Kühlkanäle durch den Statorkern, wobei die äußeren Kühlkanäle über radial verlaufende Verbindungskanäle mit den inneren Kühlkanälen in Fluidverbindung stehen, wobei die Verbindungskanäle an einem axialen Ende des Statorkerns angeordnet sind. Die inneren Kühlkanäle können teilweise oder vollständig als die mit Bezug auf den ersten Aspekt beschriebenen integrierten Kühlkanäle ausgeführt sein.
-
Vorteilhafterweise bilden die mehreren inneren Kühlkanäle, äußeren Kühlkanäle und Verbindungskanäle einen Strömungspfad für eine Kühlflüssigkeit, wobei die Kühlflüssigkeit durch die äußeren Kühlkanäle in Richtung des axialen Endes des Statorkerns, radial nach innen entlang des axialen Endes des Statorkerns durch die Verbindungskanäle und in innere Kühlkanäle strömt, die sich parallel zur Achse durch den Statorkern erstrecken. Durch den vorgeschlagenen Strömungspfad wird ein längerer Strömungspfad durch den Statorkern geschaffen.
-
Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die äußeren Kühlkanäle an einem radial äußeren Ende des Jochs. Die Verbindungskanäle können an beiden axialen Enden des Statorkerns angeordnet sein, was vorteilhaft gegenläufige Strömungsrichtungen in benachbarten inneren Kühlkanälen ermöglicht. Die äußeren Kühlkanäle können als offene Nuten in einer radial äußeren Oberfläche des Statorkerns ausgebildet sein. Die äußeren Kühlkanäle können durch ein Gehäuse des Stators verschlossen sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform haben die äußeren Kühlkanäle axial verlaufende Abschnitte und über den Umfang verlaufende Abschnitte, die zusammen ein verzweigtes Muster der äußeren Kühlkanäle bilden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Statorkern aus einer Vielzahl von in axialer Richtung gestapelten Lamellen gebildet, wobei eine erste Art von Lamellen in einer radial äußeren Oberfläche in Umfangsrichtung verteilte Ausklinkungen aufweist, wobei die Ausklinkungen der ersten Art von Lamellen im gestapelten Zustand die sich axial erstreckenden Abschnitte der äußeren Kühlkanäle bilden, und wobei eine zweite Art von Lamellen in Umfangsrichtung verteilte Öffnungen in der radial äußeren Oberfläche aufweist, wobei die Öffnungen einen Umfangsabstand überspannen, der zwei benachbarte Nuten der ersten Art von Lamellen überlappt, wobei die Öffnungen der zweiten Art von Lamellen im gestapelten Zustand die sich in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitte der äußeren Kühlkanäle bilden. In dem Stapel von Lamellen folgt beispielsweise auf zwei Lamellen der ersten Art eine Lamelle der zweiten Art, wobei jede Öffnung zwei benachbarte Ausklinkungen verbindet.
-
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann zumindest ein Teil der inneren Kühlkanäle vollständig in die Nuten integriert sein und/oder die inneren Kühlkanäle können an den radial nach innen gerichteten Enden der Nuten angeordnet sein und/oder es können zwei oder mehr innere Kühlkanäle pro Nut vorgesehen sein.
-
Beispielhafte Ausführungsformen werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Figuren zeigt
- 1 eine Ausführungsform eines Stators einer elektrischen Maschine in einer perspektivischen Ansicht;
- 2 einen Ausschnitt aus 1;
- 3 das Detail aus 2 in einer abweichenden Darstellung;
- 4 eine Endkappe des Statorkerns aus 1 in einer perspektivischen Ansicht;
- 5 die Endkappe aus 4 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
- 6a und 6b eine elektrische Maschine mit dem Stator der elektrischen Maschine;
- 7 eine erste Art von Lamellen, die den Stator der elektrischen Maschine aus 1 bilden;
- 8 ein Detail der Lamelle aus 7;
- 9 eine zweite Art von Lamellen, die den Stator der elektrischen Maschine aus 1 bilden;
- 10 ein Detail der Lamelle aus 9;
- 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stators einer elektrischen Maschine;
- 12 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stators einer elektrischen Maschine;
- 13 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stators einer elektrischen Maschine;
- 14 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stators einer elektrischen Maschine;
- 15 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stators einer elektrischen Maschine.
-
1 zeigt eine Ausführungsform des Stators 1 einer elektrischen Maschine in einer perspektivischen und teilweise geschnittenen Ansicht. 2 und 3 zeigen ein Detail A aus 1 in zwei verschiedenen Darstellungen. Die 1 bis 3 werden gemeinsam beschrieben. Der Stator 1 der elektrischen Maschine hat eine Achse L, die auch als Längsachse L bezeichnet werden kann. Sie definiert eine axiale Richtung. In einem montierten Zustand der elektrischen Maschine, die den Stator 1 umfasst, ist in einem Innendurchmesser 11 des Stators 1 ein nicht dargestellter Rotor angeordnet, der um die Achse L drehbar ist. Ein Statorkern 2 weist ein Joch 3, eine Vielzahl von Zähnen 4 und eine Vielzahl von Nuten 5 auf, wobei sich die Zähne 4 von dem Joch 3 in Bezug auf die Achse L radial nach innen erstrecken und sich mit den Nuten 5 abwechseln. Der Statorkern 2 kann aus einer Vielzahl von isolierten ferromagnetischen Lamellen 18 bestehen, die in axialer Richtung gestapelt sind. Dem Fachmann ist bekannt, dass der Statorkern 2 alternativ auch als spiralförmig gewickeltes isoliertes ferromagnetisches Eisenband ausgebildet sein kann. Der Stator 1 der elektrischen Maschine umfasst ferner eine Wicklung 7, z. B. eine verteilte Wicklung 7, deren Wickelkopf in der perspektivischen Ansicht aus einer Endkappe 27 an einem entfernten Ende des Stators 1 herausragt. Die Endkappe 27 und die Wicklung 7 sind an dem nahen Ende des Stators 1 nicht dargestellt, wo ein Schnitt durch eine Vielzahl von Leitern 8 der Wicklung 7 gezeigt ist. Die Leiter 8, die sich parallel zur Achse L durch die Nuten 5 erstrecken, sind nicht als einzelne Drähte dargestellt, sondern können als Gruppen von Drahtspulen oder als steckbare Wicklungen, z. B. Haarnadelwicklungen, eingesetzt werden. Das Detail A in 2 zeigt eine Isolierung 10, die die Leiter 8 umschließt.
-
Nach einem ersten Aspekt sind mehrere innere Kühlkanäle als integrierte Kühlkanäle 6' vorgesehen. Die integrierten Kühlkanäle 6' verlaufen parallel zu der Achse L durch den Statorkern 2. Jeder der integrierten Kühlkanäle 6' ist mit einer der Nuten 5 verbunden, d. h. die integrierten Kühlkanäle 6' und die Nuten 5 sind in einem gemeinsamen Hohlraum ausgebildet, wie in 3 dargestellt, die das Detail A ohne die Isolierung 10 der Leiter 8 zeigt. Das Material des Statorkerns 2 trennt die integrierten Kühlkanäle 6' nicht von den Nuten 5. In der dargestellten Ausführungsform sind die integrierten Kühlkanäle 6' in einem Übergangsbereich zwischen dem Joch 3, den Zähnen 4 und den Nuten 5 angeordnet. Die integrierten Kühlkanäle 6' verlaufen teilweise in den Zähnen 4 und teilweise in dem Joch 3. Der Statorkern 2 hat weiterhin äußere Kühlkanäle 12 an einem radial äußeren Ende des Jochs 3. Die Äußeren Kühlkanäle 12 können als offene Nuten in einer radial äußeren Oberfläche des Statorkerns 2 ausgebildet sein. Die Äußeren Kühlkanäle 12 können axial verlaufende Abschnitte 15 und über den Umfang verlaufende Abschnitte 16 aufweisen, wobei die über den Umfang verlaufenden Abschnitte 16 zwei parallele, axial verlaufende Abschnitte 15 verbinden und so ein Kanalmuster mit mehreren Strömungspfaden entlang des radial äußeren Endes des Jochs 3 bilden. In der dargestellten Ausführungsform ist für jedes Paar von Nuten 5 und Zähnen 6 ein interner Kühlkanal 6' vorgesehen.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt ist der Stator der elektrischen Maschine mit den mehreren inneren Kühlkanälen 6, die sich parallel zur Achse L durch den Statorkern 2 erstrecken, und den mehreren äußeren Kühlkanälen 12, die sich radial außerhalb der inneren Kühlkanäle 6 durch den Statorkern 2 erstrecken, über radial verlaufende Verbindungskanäle 14 mit den inneren Kühlkanälen 6 fluidisch verbunden. Die Verbindungskanäle 14 sind an einem axialen Ende des Statorkerns 2 angeordnet. Die inneren Kühlkanäle 6 können teilweise oder vollständig als integrierte Kühlkanäle 6' gemäß dem ersten Aspekt vorgesehen sein. Die Endkappe 27 ist an beiden axial Enden des Statorkerns 2 angebracht, obwohl in 1 nur eine davon dargestellt ist. Die 4 und 5 zeigen die Endkappe 27 in verschiedenen perspektivischen Ansichten, in 5 von der dem Statorkern 2 zugewandten Seite und in 4 von der gegenüberliegenden Seite. Die Endkappen 27 haben die gleichen Nuten 5 wie der Rotorkern 2, aber die integrierten Kühlkanäle 6' sind nur an jeder zweiten Nut 5 vorgesehen, wobei die jeweiligen integrierten Kühlkanäle 6' zum axialen Ende des Statorkerns 2 hin offen sind. Die jeweils andere Hälfte der integrierten Kühlkanäle 6' ist über die in den Endkappen 27 ausgebildeten, radial verlaufenden Verbindungskanäle 14 mit den äußeren Kühlkanälen 12 fluidisch verbunden. Die gleiche Endkappe 27 ist an beiden axialen Enden des Statorkerns 2 angeordnet, wobei die Verbindungskanäle 14 um eine Nutteilung verdreht sind. So sind die integrierten Kühlkanäle 6' abwechselnd zum axialen Ende des Statorkerns 2 hin offen und über die Verbindungskanäle 14 mit den äußeren Kühlkanälen 12 verbunden.
-
Die 6a und 6b zeigen eine elektrische Maschine in zwei verschiedenen Schnittansichten, die gemeinsam beschrieben werden. In einem Gehäuse 24 ist der Stator 1 der elektrischen Maschine aus 1 montiert. Ein Rotor 29 ist auf einer Welle montiert, die sich um die Achse L im Inneren des Stators der elektrischen Maschine 1 dreht. Die offenen Rillen, die die äußeren Kühlkanäle 12 bilden, werden durch eine Innenoberfläche 17 des zylindrischen Teils des Gehäuses 24 verschlossen. Eine Kühlflüssigkeit 30, wie Öl, kann durch eine Pumpe oder durch Schwerkraft zu einem Einlass 25 befördert werden, der zu den äußeren Kühlkanälen 12 führt. Die beiden Schnitte der 6a und 6b sind relativ zueinander gedreht, um Schnittansichten zweier benachbarter innerer Kühlkanäle 6 zu zeigen, die als integrierte Kühlkanäle 6' ausgeführt sein können. Die Kühlflüssigkeit 30 strömt durch das Kanalmuster mit mehreren Strömungspfaden, die von den äußeren Kühlkanälen 12 gebildet werden, zu den beiden seitlichen Enden des Statorkerns 2 und über die Verbindungskanäle 14 in die inneren Kühlkanäle 6, die als integrierte Kühlkanäle 6' vorgesehen sein können, und die von der Kühlflüssigkeit 30 abwechselnd in der einen und der anderen axialen Richtung durchströmt werden, wie die Pfeile B in 6a in der einen Richtung und in 6b in der entgegengesetzten Richtung zeigen. An den jeweiligen offenen Enden tritt die Kühlflüssigkeit 30 aus den inneren bzw. internen Kühlkanälen 6, 6' aus und fällt auf die Wickelköpfe der Wicklung 7, von wo aus sie zu einem Boden des Gehäuses 24 gelangt, wo sie über mindestens einen Auslass 26 aus dem Gehäuse 24 abgezogen wird, um z. B. zu einem nicht dargestellten Wärmetauscher weitergefördert zu werden. Die mehreren inneren Kühlkanäle 6 oder integrierten Kühlkanäle 6', äußeren Kühlkanäle 12 und Verbindungskanäle 14 bilden einen Strömungspfad für die vom Einlass 25 kommende Kühlflüssigkeit 30, wobei die Kühlflüssigkeit 30 durch die äußeren Kühlkanäle 12 zu den beiden axialen Enden des Statorkerns 2, radial nach innen entlang der axialen Enden des Statorkerns 2 durch die Verbindungskanäle 14 und in die inneren Kühlkanäle 6 oder integrierten Kühlkanäle 6' fließt, die sich parallel zur Achse L durch den Statorkern 2 erstrecken.
-
Die in 1 gezeigte Ausführungsform des Statorkerns 2 besteht aus gestapelten Lamellen 18, die mit Bezug auf die 7 bis 10 näher beschrieben sind, wobei 7 eine erste Art von Lamellen 20 zeigt, die den Statorkern 2 bilden, und 9 eine zweite Art von Lamellen 22 zeigt. Die erste Art von Lamellen 20 weist in Umfangsrichtung verteilte Ausklinkungen 21 in einer radial äußeren Oberfläche auf, wobei die Ausklinkungen 21 der ersten Art von Lamellen 20 im gestapelten Zustand die axial verlaufenden Abschnitte 15 der Äußeren Kühlkanäle 12 bilden. Die zweite Art von Lamellen 22 weist in der radial äußeren Oberfläche in Umfangsrichtung verteilte Öffnungen 23 auf, wobei sich die Öffnungen über einen Umfangsabstand erstrecken, der zwei benachbarte Ausklinkungen 21 der ersten Art von Lamellen 20 überlappt, wobei die Öffnungen 23 der zweiten Art von Lamellen 22 im gestapelten Zustand die in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitte 16 der Äußeren Kühlkanäle 12 bilden. Der Umfangsabstand B der Ausklinkungen 21 kann z. B. 15° betragen, während der Umfangsabstand D der Öffnungen 23 30° betragen kann. 8 zeigt ein Detail A der ersten Art von Lamellen 20 aus 7, wobei die Ausklinkungen 21 eine Umfangsbreite C von 6° haben können. 10 zeigt ein Detail A der Lamelle aus 9, wobei die Öffnungen 23 eine Umfangsbreite E von 21° haben können, die zwei benachbarte Ausklinkungen 21 überspannt, da E gleich B plus C ist.
-
Die 11 bis 14 zeigen jeweils eine weitere Ausführungsform des Stators der elektrischen Maschine 1 im Querschnitt, wobei die Achse L orthogonal zur Projektionsebene verläuft. In einem Ausschnitt sind nur drei nebeneinander liegende Nuten 5 abgebildet. Dem Fachmann ist bekannt, dass der Statorkern 2 genauso viele Nuten 5 aufweisen kann, wie z. B. die Ausführung der 1. Dargestellt ist eine der Ausklinkungen 21, die die axial verlaufenden Abschnitte 15 der äußeren Kühlkanäle 12 bilden und am radial äußeren Ende durch das Gehäuse 24 verschlossen sind.
-
Die Ausführungsform der 11 weist zwei integrierte Kühlkanäle 6' pro Nut 5 auf, die im Übergangsbereich zwischen dem Joch 3 und den Nuten 5 angeordnet sind. Außerdem verfügen die integrierten Kühlkanäle 6' jeweils über undurchlässige Leitungsrohre 9, die den Strom der Kühlflüssigkeit innerhalb der Rohre 9 von den Nuten 5 trennen. Die fluiddichten Leitungsrohre 9 können aus einem Kunststoffverbundmaterial hergestellt sein. Die Leiter 8 in den Nuten 5 können mit einer Isolierung 10, z. B. einem Isolierpapier, versehen sein. Die Nuten 5 der Ausführungsform weisen eine Öffnung 28 zum Innendurchmesser 11 des Statorkerns 2 hin auf.
-
Die Ausführungsform der 12 hat einen inneren Kühlkanal 6 pro Nut 5, wobei die inneren Kühlkanäle 6 vollständig in den Nuten 5 aufgenommen werden und somit keine integrierten Kühlkanäle im Sinne des ersten Aspekts sind. Die inneren Kühlkanäle 6 sind an den radial innen liegenden Enden der Nuten 5 angeordnet. Die inneren Kühlkanäle 6 sind mit fluiddichten Leitungsrohren 9 und die Leiter 8 innerhalb der Nuten 5 mit einer Isolierung 10 versehen. Der Kunststoffverbundwerkstoff der fluiddichten Leitungsrohre 9 reicht in die Öffnung 28 hinein und verschließt die Nut 5 zum Innendurchmesser 11 des Statorkerns 2 hin.
-
Bei der Ausführungsform von 13 ist ein innerer Kühlkanal 6 pro Nut 5 an den radial nach innen gerichteten Enden der Nuten 5 vollständig darin aufgenommen. Die inneren Kühlkanäle 6, bei denen es sich nicht um integrierte Kühlkanäle gemäß dem ersten Aspekt handelt, weisen die undurchlässigen Leitungsrohre 9 auf und die Leiter 8 innerhalb der Nuten 5 weisen eine Isolierung 10 auf, wobei die Isolierungen 10 einstückig mit den undurchlässigen Leitungsrohren 9 ausgebildet sind. Der Kunststoffverbundwerkstoff der fluiddichten Leitungsrohre 9 reicht in die Öffnung 28 hinein und verschließt die Nut 5 zum Innendurchmesser 11 des Statorkerns 2 hin.
-
Bei der Ausführungsform von 14 ist ein innerer Kühlkanal 6 pro Nut 5 an den radial nach innen gerichteten Enden der Nuten 5 vollständig darin aufgenommen. Die inneren Kühlkanäle 6, die also keine integrierten Kühlkanäle nach dem ersten Aspekt sind, haben die undurchlässigen Leitungsrohre 9 und die Leiter 8 innerhalb der Nuten 5 haben eine Isolierung 10, wobei die Isolierungen 10 einstückig mit den undurchlässigen Leitungsrohren 9 ausgebildet sind. Die Nuten 5 sind zum Innendurchmesser 11 des Statorkerns 2 hin geschlossen.
-
Die Ausführungsform der 15 hat pro Nut 5 einen inneren Kühlkanal 6, der sich vollständig in den benachbarten Zahn 4 erstreckt und somit kein integrierter Kühlkanal im Sinne des ersten Aspekts ist.
-
Alle Merkmale, die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der beschrieben sind, können separat auf jede andere Ausführungsform übertragen werden.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Stator für eine elektrische Maschine
- 2
- Statorkern
- 3
- Joch
- 4
- Zähne
- 5
- Nuten
- 6
- Innere Kühlkanäle
- 6'
- Integrierte Kühlkanäle
- 7
- Wicklung
- 8
- Leiter
- 9
- Fluiddichte Leitungsrohre
- 10
- Isolierung
- 11
- Innendurchmesser
- 12
- Äußere Kühlkanäle
- 14
- Verbindungskanäle
- 15
- Axial verlaufende Abschnitte
- 16
- Über den Umfang verlaufende Abschnitte
- 17
- Innenoberfläche
- 18
- Lamellen
- 20
- Erste Art von Lamellen
- 21
- Ausklinkungen
- 22
- Zweite Art von Lamellen
- 23
- Öffnungen
- 24
- Gehäuse
- 25
- Einlass
- 26
- Auslass
- 27
- Endkappen
- 28
- Öffnung
- 29
- Rotor
- 30
- Kühlflüssigkeit
- B
- Pfeile
- L
- Achse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 6,954,010 B1 [0003]
- US 10,128,701 B1 [0004]
- US 2021/351642 A1 [0005]
- US 2022/0014062 A1 [0006]
- US 2022/0200382 A1 [0007]