DE10132962A1

DE10132962A1 - Kühlvorrichtung eines Elektromotors

Info

Publication number: DE10132962A1
Application number: DE10132962A
Authority: DE
Inventors: Ingolf Groening; Thomas Schelbert; Bernd Schnurr
Original assignee: Rexroth Indramat GmbH
Current assignee: Rexroth Indramat GmbH
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-23
Also published as: WO2003005535A2

Abstract

Um eine Kühlvorrichtung, die in korrespondierende Aufnahmeausnehmungen eines Primärteils oder Sekundärteils eines Elektromotors mit einem Kern aus einem magnetisch leitfähigen Material eingesetzt ist und welche von einem Kühlfluid durchströmt wird, der eingangs genannten Art anzugeben, die eine homogenere Kühlung erlaubt und trotzdem mit geringerem Aufwand einzubauen bzw. zu montieren ist, wird vorgeschlagen, dass parallel geschaltete Wärmetauschrohre vorgesehen sind, die thermisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt sind und die in ein Abströmrohr münden, wobei die resultierenden Strömungen im Zuströmrohr und Abströmrohr jeweils gleichgerichtete Strömungskomponenten aufweisen und zwar hinsichtlich der Richtung der Abfolge der Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Zuströmrohr bzw. in das Abströmrohr.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung eines Elektromotors, die aus einer Anordnung von Kühlrohren aufgebaut ist, wobei die zugehörigen Kühlrohre zumindest teilweise in korrespondierende Aufnahmeausnehmungen eines Primärteils oder Sekundärteils eines Elektromotors mit einem Kern aus einem magnetisch leitfähigen Material eingesetzt ist.
Die Kühlrohrgeometrie weist einen Einlass für ein Kühlfluid auf. Der Einlass kommuniziert mit einem sich daran anschließenden Zuströmrohr.
Dabei ist es bekannt, dass eine sich an den Einlass anschließende, mäandrierende Kühlrohrgeometrie vorgesehen ist, durch welche das Kühlfluid hindurchfließt. Der Wärmeaustausch erfolgt dabei hauptsächlich über die Mäanderabschnitte des Kühlrohrs.
Eine solche Kühlrohrgeometrie ist hinsichtlich ihres Kühlwirkungsgrades über die Länge des Linearmotors oder über den Umfang eines Rotationsmotors gesehen sehr inhomogen verteilt. Da es in der Regel nicht möglich ist, eine solche Kühlrohrgeometrie als ganzes in einen entsprechenden Elektromotor einzusetzen, ist eine Vielzahl von Befestigungsstellen - dies sind meist Lötstellen - notwendig, um die einzelnen Querrohre miteinander zu einer Mäanderstruktur zu verbinden. Hierbei muss an jedem gebogenen Umleitungsabschnitt zwischen zwei Querrohren jedes Querrohr mit dem bogenförmigen Abschnitt verbunden werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine homogenere Kühlung und damit eine höhere Leistung des Elektromotors bei gleichbleibendem Kühlfluiddurchfluss erlaubt und trotzdem mit geringerem Aufwand einzubauen bzw. zu montieren ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die Erfindung bietet den Vorteil einer homogeneren Kühlung und ermöglicht es damit, bei gleichbleibender Kühlflussgeschwindigkeit und Kühlfluidmenge pro Zeiteinheit eine effektivere Kühlung zu erreichen. Unter den genannten Bedingungen kann damit ein größerer oder leistungsfähiger Linearmotor oder Rotationsmotor bestückt werden, da die Wärmeleistung wesentlich effizienter abgeführt wird. Zudem ist diese Kühlrohrgeometrie einfacher zu montieren und verursacht damit geringeren Aufwand und auch geringe Kosten bei der Fertigung.
Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass - strömungstechnisch - parallel geschaltete Wärmetauschrohre vorgesehen sind. Über die parallel geschalteten Wärmetauschrohre erfolgt der Wärmetausch; diese sind thermisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt. Sie zweigen von dem Zuströmrohr ab. Durch die Parallelschaltung ergibt sich die Möglichkeit, dass die Wärmetauschrohre schon ab ihrer Abzweigung von dem Zuströmrohr mit Kühlfluid praktisch gleicher bzw. nur vergleichsweise wenig unterschiedlicher Temperatur beaufschlagt werden. Das Kühlfluid fließt nämlich mit lediglich geringfügigen bis verschwindenden Temperaturunterschieden in die einzelnen Wärmetauschrohre, so dass prinzipiell eine homogenere Verteilung der Wärmeabgabe durch die Wärmetauschrohre erfolgt.
Vorzugsweise erfolgt die eigentliche Kühlung des Kerns bzw. des gesamten Primärteils oder Sekundärteils ausschließlich oder vorwiegend durch die Wärmetauschrohre. Es können jedoch noch zusätzliche Kühlstrecken vorgesehen sein. Hierauf wird später noch näher eingegangen.
Die Wärmetauschrohre sind thermisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt; dies bedeutet, dass eine Wärmeleitverbindung zwischen dem Primärteil oder Sekundärteil oder dem Kern des Elektromotors und den Wärmetauschrohren vorliegt. Hierzu können die Wärmetauschrohre in die entsprechenden Aufnahmeausnehmungen eingelegt sein, so dass ein ausreichender Wärmeleitkontakt mit der Umgebung gegeben ist.
Die Wärmetauschrohre münden in ein Abströmrohr. Die resultierenden Strömungen im Zuströmrohr und im Abströmrohr sind dabei derart ausgelegt, dass sie gleichgerichtete Strömungskomponenten aufweisen. Sie weisen vorzugsweise über die gesamten Längen von Zuströmrohr und Abströmrohr gleichgerichtete Strömungskomponenten auf. Vorzugsweise verlaufen die Strömungen im wesentlichen in gleicher Richtung. Durch die gleichgerichteten Strömungskomponenten bzw. durch die im wesentlichen gleichgerichteten Strömungen selber wird automatisch ein Verlauf des Druckabfalls in den beteiligten Rohrleitungen erzeugt, der immer eine vollständige Entlüftung und eine gleichmäßige Strömung ohne Totzonen gewährleistet.
Durch die parallel geschalteten Wärmetauschrohre wird auch - im Gegensatz beispielsweise zu einer durchgehenden Kühlschlange - bei höherer Kühlleistung ein geringerer Durchflusswiderstand erreicht. Denn der resultierende Strömungswiderstand des Wärmetauschrohrsystems ist durch die Parallelschaltung der einzelnen Wärmetauschrohre gegenüber dem Strömungswiderstand eines einzelnen Rohres reduziert.
it den oben genannten Vorteilen ergibt sich damit eine Kühlvorrichtung, die es aufgrund der homogeneren Kühlung und des geringeren Durchflusswiderstandes erlaubt, einen entsprechenden Linearmotor/Rotationsmotor bei insgesamt geringem Kühlaufwand mit höherer Leistung zu dimensionieren.
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Wärmetauschrohre verlaufen mit Querkomponente, vorzugsweise praktisch quer bezüglich Zuströmrohr und Abströmrohr zwischen Zuströmrohr und Abströmrohr. Dadurch ist eine bessere Raumausnutzung bei insgesamt kleinerer Grundrissfläche zu realisieren. Das Zuströmrohr bzw. das Abströmrohr kann/können - zumindest teilweise - in deren Längsrichtung gesehen unmittelbar benachbart zu den Wärmetauschrohren angeordnet sein, wobei die Wärmetauschrohre vorzugsweise jeweils separat vom Zuströmrohr und/oder vom Abströmrohr abzweigen. Da die resultierenden Strömungen in Zuströmrohr und Abströmrohr zueinander gleichgerichtete Strömungskomponenten aufweisen, bewirken die separaten Einmündungen, die in Richtung des dynamischen Druckgefälles benachbart sind, einen Überdruck an der Seite der Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Zuströmrohr und demgegenüber einen Unterdruck auf der Seite der Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Abströmrohr, wobei der Druckverlauf entlang dem Abströmrohr und entlang dem Zuströmrohr insgesamt ein Druckgefälle erzeugt, welches bezüglich praktisch jeden Wärmetauschrohres zuströmseitig einen Überdruck und abströmseitig einen Unterdruck aufweist. Dadurch entsteht ein Absaugeffekt, so dass einerseits eine gleichmäßige Durchströmung ohne Totzonen der Strömung gewährleistet ist und andererseits verhindert wird, dass sich in den Wärmetauschrohren Luftansammlungen bilden. Durch den günstigen Strömungsverlauf bei der vorliegenden Erfindung wird damit auch eine zusätzliche Entlüftung der beteiligten Rohrleitungen überflüssig. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist automatisch praktisch vollständig selbstentlüftend, weist eine sehr homogene Kühlung auf und hat insgesamt einen derart vorteilhaften Strömungsverlauf, dass - bei gleicher oder vergleichbarer Kühlungsdurchflussstromdichte - der betreffende Elektromotor mit höherer Leistung dimensioniert werden kann.
Vorzugsweise verlaufen Zuströmrohr und Abströmrohr praktisch zueinander parallel und/oder verlaufen auch die Wärmetauschrohre praktisch zueinander parallel, wobei die Wärmetauschrohre praktisch quer zu dem Zuströmrohr und/oder zu dem Abströmrohr angeordnet sind. Dadurch werden die oben genannten Vorteile optimiert, da einerseits eine an den jeweiligen Elektromotor angepasste, kompakte Bauweise ermöglicht wird und andererseits die Strömungscharakteristik der Kühlvorrichtung in obigem Sinne voll ausgenutzt werden kann. Die Strömungskomponenten sind dann nämlich derart, dass einerseits die Wärmetauschrohre jeweils aufgrund der separaten Einmündung mit Kühlfluid praktisch gleicher Temperatur durchströmt und andererseits der genannte Druckabfall (der dynamische Druckabfall) über die praktisch gesamte Nutzlänge von Zuströmrohr und/oder Abströmrohr voll ausgenutzt wird.
Wenn der Einlass in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr gesehen vor den Einmündungen der Wärmetauschrohre angeordnet ist, ist eine über alle Wärmetauschrohre gesehen gleichmäßige Durchströmung und über die gesamte Länge ein wie oben beschriebener Druckabfall realisiert, so dass die gesamte Länge des Zuströmrohrs auch für den erfindungsgemäßen Effekt ausgenutzt wird.
Gleichermaßen ist vorgesehen, dass ein Auslass des Abströmrohrs in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr hinter den Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Abströmrohr angeordnet ist. Auch hier ist dann ein Druckgefälle entlang der Wärmetauschrohre realisiert, welches über die gesamte Länge des Abströmrohrs - d. h. auch über alle Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Zuströmrohr - in Richtung des Auslasses verläuft, und zwar derart, dass das Kühlfluid aus allen Wärmetauschrohren abgesaugt wird.
Die Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Primärteil eines Linearmotors, in welches eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung eingesetzt ist,
Fig. 2a einen Schnitt entlang A-A wie in Fig. 2 gezeigt,
Fig. 2b eine Seitenansicht in Richtung B, wie in Fig. 2 gezeigt,
Fig. 2c einen Schnitt entlang C-C,
Fig. 2d einen Schnitt entlang D-D.
Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, beziehen sich alle Bezugszeichen stets auf alle Figuren.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf ein Rohrleitungssystem aus verschiedenen Kühlrohren, welches eine Kühlvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Dieses Rohrleitungssystem/diese Kühlvorrichtung wird in das Primärteil 3 eines Elektromotors eingesetzt. Dies gilt für den Fall, dass das Primärteil 3 elektrische Wicklungen aufweist. Eine solche Kühlvorrichtung 1 kann auch in das Sekundärteil eines Elektromotors eingesetzt werden, sofern das Sekundärteil verlustleistungserzeugende, elektrische Wicklungen aufweist.
Die Kühlvorrichtung 1 hat einen Einlass 5 für ein Kühlfluid. Der Einlass 5 kommuniziert mit einem sich daran anschließenden Zuströmrohr 6, durch welches das Kühlfluid den Wärmetauschrohren 7 zugeführt wird. Die Wärmetauschrohre 7 sind zueinander parallel geschaltet und thermisch mit dem Primärteil 3 (oder ggf. Sekundärteil) gekoppelt. Die Wärmetauschrohre 7 zweigen praktisch senkrecht von dem Zuströmrohr 6 ab und münden an der gegenüberliegenden Seite in das Abströmrohr 8 ein. Selbstverständlich können statt der Rohre auch entsprechend geeignete, andere Leitungen, z. B. auch flexible Leitungen (Schläuche), verwendet werden. Hier wird der Einfachheit halber lediglich auf Rohre/Rohrleitungen bezuggenommen. Sowohl Zuströmrohr 6 als auch Abströmrohr 8 sind praktisch quer zu den Wärmetauschrohren 7 angeordnet, wobei die Wärmetauschrohre 7 jeweils separat in das Zuströmrohr 6 und in das Abströmrohr 8 einmünden. Insoweit bildet die Kühlvorrichtung äußerlich die Form eines Kühlradiators. Die entstehende Gitterstruktur mit jeweils separaten Einmündungen 11, 12, die einander in effektiver Strömungsrichtung 9, 10 sowohl von Zuströmrohr 6 als auch von Abströmrohr 8 benachbart angeordnet sind, haben eine vorteilhafte Strömungscharakteristik der gesamten Kühlvorrichtung 1 zur Folge. Hierzu sind die resultierenden Strömungen 9, 10 in Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8 im wesentlichen gleichgerichtet, und zwar in Richtung der Abfolge der Einmündungen der Wärmtauschrohre 7 in Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8 gesehen. Daraus ergibt sich die gitterartige Geometrie.
Gemäß dem Bernoulli-Effekt resultiert daraus der vorteilhafte, dynamische Druckabfall; an dem in Fig. 1 unteren Ende des Zuströmrohrs 6, das ist das Ende, an dem sich der Einlass 5 befindet, herrscht eine große Strömungsgeschwindigkeit im Zuströmrohr 6 und damit ein vergleichsweise geringer Gesamtdruck. Der resultierende Druck erhöht sich demzufolge in der Richtung 9 der resultierenden Strömung im Zuströmrohr 6, bis im oberen Bereich des Zuströmrohrs 6 - das ist der Bereich an dem Blindende 25 des Zuströmrohrs 6 - der Maximaldruck im Zuströmrohr 6 erreicht ist. Gleiches gilt sinngemäß auch für das Abströmrohr 8. Dort ist das Blindende 26 im unteren Bereich angeordnet. Dort herrscht die kleinste Strömungsgeschwindigkeit und damit der größte Druck.
Eine solche Kühlvorrichtung 1 benötigt praktisch keine weiteren Vorrichtungen zur Entlüftung, da die genannte Druckverteilung evtl. vorhandene Luft automatisch austreibt. Dieser Vorteil wird ohne weitere Entlüftungsvorrichtungen erreicht.
Das Abströmrohr 8 hat einen sich daran anschließenden Querabschnitt 16 eines Umleitungsrohres; daran schließt sich wiederum ein Längsabschnitt 17 an, so dass im Ergebnis Einlass 5 und Auslass 13 an der selben Seite - in diesem Fall an der unteren Schmalseite der Kühlvorrichtung 1 - liegen. Dadurch kann einerseits über die gesamte Einhüllende 14 - die im wesentlichen rechteckförmig ist - an zwei Längsseiten und einer Schmalseite der Kühlvorrichtung 1 noch eine zusätzliche Kühlwirkung der entsprechenden Rohrabschnitte des Abströmrohrs 8 (16, 17) erzielt werden und können andererseits Einlass 5 und Auslass 13 an der selben Seite angeordnet sein, so dass die entsprechenden Stutzen benachbart zueinander angeordnet sein können. Dies bewirkt eine erhebliche Vereinfachung der Anschlussgeometrie und der Zuführung des Kühlfluids.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung, bestehend aus einem Kühlrohrsystem wie vorher beschrieben, welche in den Kern 4 eines Primärteils 3 eines Linearmotors in einem Gehäuse 31 aus nichtmagnetischen Blech eingesetzt ist. Die folgende Beschreibung erfolgt unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Fig. 2 und 2a-d: Einlass 5 und Auslass 13 der Kühlvorrichtung 1 sind an der selben Schmalseite des Primärteils 3 angeordnet, wie auch der elektrische Anschluss 29, der mit einem Kabel 30 verbunden ist, welches die Stromzufuhr für die einzelnen Wicklungen, von denen lediglich jeweils der Wickelkopf 27 zu sehen ist, bildet. Die Anordnung der Kühlvorrichtung 1 im Primärteil 3 des Linearmotors ist möglichst effizient und platzsparend, so dass sich insgesamt eine rechteckförmige Einhüllende 14 der Kühlvorrichtung 1 ergibt, die praktisch in den entsprechenden Grundriss des Primärteils 3 hineinpasst. Dafür ist das Zuströmrohr 6 an der Schmalseite, an der sich Einlass 5 und Auslass 13 befinden, L-förmig abgewinkelt, so dass - wie in Fig. 2b zu sehen - Einlass 5 und Auslass 13 auf der selben Höhe und direkt benachbart angeordnet sind, so dass ein platzsparender und effizienter Anschluss ermöglicht ist. Die Zufuhr bzw. Abfuhr des Kühlfluids erfolgt in der Zuströmrichtung 23 bzw. Abströmrichtung 24.
Zwischen Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8 - die auf der gleichen Ebene bezüglich der Großflächen des Primärteils 3 liegen - verlaufen Wärmetauschrohre 7, die jeweils von dem Zuströmrohr 6 und von dem Abströmrohr 8 rechtwinklig abzweigen. Aus Fig. 2a wird deutlich, dass Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8 auf einer (Kühlvorrichtungs-) Ebene 18 liegen, so dass sie - wie in Fig. 2d zu sehen - am Nutgrund der Aufnahmenuten für die Primärwicklungen in einer entsprechenden Aufnahmeausnehmung 2 angeordnet sind. Durch diese Anordnung werden die Wicklungen effektiv und praktisch unmittelbar gekühlt.
Durch die Vielzahl von parallelgeschalteten Wärmetauschrohren 7 ist die Durchflussgeschwindigkeit in jedem einzelnen Wärmetauschrohr 7 vergleichsweise gering, so dass der eigentliche Wärmetausch sehr effizient ist. Gemäß der Erfindung wird der resultierende Strömungswiderstand, die resultierende Strömungsgeschwindigkeit/Durchflussgeschwindigkeit sowie die resultierende Druckverteilung in den Wärmetauschrohren 7 durch das Verhältnis der beteiligten, effektiven Leitungsquerschnitte 20, 21, 22 vorbestimmt. Die effektiven Leitungsquerschnitte sind dabei z. B. die lichten Weiten, d. h. Flächen der beteiligten Rohrleitungen 6, 7, 8 und allgemein gesagt die resultierenden Leitungsquerschnitte einer (Ersatz-) Rohrleitung, deren strömungstechnische Charakteristik derjenigen der betreffenden (realen) Rohrleitung 6, 7, 8 entspricht.
Für die Verlustleistungscharakteristik von Elektromotoren, insbesondere für die geometrische Verteilung der Verlustleistung und die Verlustleistungsdichte von Elektromotoren hat sich nach Untersuchungen im Hause der Anmelderin ein Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts 20, 22 des Zuströmrohrs 6 bzw. Abströmrohrs 8 zum effektiven Leitungsquerschnitt 21 der Wärmetauschrohre 7 im Bereich von 1,25 bis 3,5 zu 1 als vorteilhaft erwiesen. Wenn die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre 7 kleiner oder gleich 30 ist, beträgt das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts 20, 22 des Zuströmrohrs 6 bzw. Abströmrohrs 8 zum effektiven Leitungsquerschnitt 21 eines Wärmetauschrohrs 7 vorzugsweise etwa 1,25 bis 1,7 zu 1, wenn die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre 7 größer oder gleich 30 ist, etwa 1,7 bis 3,5 zu 1.
Das Zuströmrohr 6 endet in Fig. 2 bei 25 blind, das Abströmrohr 8 in Fig. 2 bei 26. Dadurch ist die bereits oben beschriebene Strömungscharakteristik realisiert. Um eine effiziente Geometrieanpassung des Kühlrohrverlaufs an das Primärteil 3 vorzunehmen sind noch Umleitungsrohrabschnitte, und zwar ein Querabschnitt 16 und ein Längsabschnitt 17 vorhanden, die das Kühlfluid vom Abströmrohr 8 an diejenige Seite zurückleiten, an der sich der Einlass 5 befindet, so dass auch der Auslass 13 an der selben Seite angebracht werden kann. Wie in Fig. 2c zu sehen ist, verläuft der Querabschnitt 16 mit Neigung gegenüber der Kühlvorrichtungsebene 18, so dass der Längsabschnitt 17 - der sich auf der selben Längsseite wie das Zuströmrohr 6 befindet - unterhalb des Zuströmrohrs 6 verläuft. Dadurch wird der Grundriss des Primärteils 3 optimal ausgefüllt und ausgenutzt und muss für die Erfindung nicht verbreitert oder erhöht werden.
Um die Ausnützung der Kühlwirkung des Kühlfluids noch effizienter zu gestalten, sind zusätzliche Wärmeleitbleche 19 vorgesehen, die an dem Abströmrohr 8 und ggf. auch an dem Querabschnitt 16 und dem Längsabschnitt 17 angebracht sein können und die quer zu der Kühlvorrichtungsebene 18 auskragen. Dadurch wird einerseits noch eine ggf. vorhandene, restliche Kühlwirkung des bereits durch die Wärmetauschrohre 7 erwärmten Kühlfluids bewirkt, aber andererseits auch nicht das Kühlfluid bereits vor Passieren der Wärmetauschrohre 7 übermäßig erwärmt; daher sind die Wärmeleitbleche 19 vorzugsweise lediglich an dem Abströmrohr 8 bzw. an den Umlenkrohrabschnitten 16, 17 vorgesehen. Die Wärmeleitbleche 19 stehen - mittelbar über eine thermisch leitfähige Vergussmasse 28, mit der der entsprechende Hohlraum verfüllt ist oder unmittelbar - mit zu kühlenden Komponenten des Primärteils 3 des Elektromotors in Wärmeleitkontakt, und zwar mit solchen Komponenten, die außerhalb des Kerns 4 und zu dem Abströmrohr 8 bzw. den Umleitungsrohrabschnitten 16, 17 benachbart angeordnet sind.
Vorzugsweise stehen die Wärmeleitbleche 19 in Wärmeleitkontakt mit Wickelköpfen 27 des Elektromotors.
Die Kühlvorrichtung 1 kann bereits vor dem Einfügen in das Primärteil 3 aus entsprechenden Einzelrohren und/oder Teilrohrsystemen zusammengefügt werden. Wenn es bereits vor dem Einfügen vollständig ist, wird es in die Aufnahmeausnehmungen 2 von oben vor dem Einbringen der Wicklungen eingesetzt. Es kann aber auch lediglich ein Abströmrohr 8 oder Zuströmrohr 6 mit den Wärmetauschrohren 7 vor dem Einfügen verbunden (verlötet, insbesondere hartverlötet) sein und seitlich in die Aufnahmeausnehmungen 2 oder in entsprechende Aufnahmebohrungen (nicht gezeigt) eingeschoben werden. Dann werden nachträglich - in situ - die Verbindungen zwischen Wärmetauschrohren 7 und Zuströmrohr 6 und/oder Abströmrohr 8 hergestellt. Bezugszeichenliste 1 Kühlvorrichtung
2 Aufnahmeausnehmung
3 Primärteil
4 Kern
5 Einlass
6 Zuströmrohr
7 Wärmetauschrohr
8 Abströmrohr
9 resultierende Strömung im Zuströmrohr
10 resultierende Strömung im Abströmrohr
11 Mündungsbereich der Wärmetauschrohre im Zuströmrohr
12 Mündungsbereich der Wärmetauschrohre im Abströmrohr
13 Auslass
14 Einhüllende
15 Schmalseite
16 Querabschnitt
17 Längsabschnitt
18 Kühlvorrichtungsebene
19 Wärmeleitblech
20 effektiver Leitungsquerschnitt des Zuströmrohrs
21 effektiver Leitungsquerschnitt des Wärmetauschrohrs
22 effektiver Leitungsquerschnitt des Abströmrohrs
23 Zuströmrichtung
24 Abströmrichtung
25 Blindende des Zuströmrohrs
26 Blindende des Abströmrohrs
27 Wickelkopf
28 thermisch leitfähige Vergussmasse
29 elektrischer Anschluss
30 Kabel
31 Gehäuse aus nichtmagnetischem Blech

Claims

1. Kühlvorrichtung, die in korrespondierende Aufnahmeausnehmungen eines Primärteils oder Sekundärteils eines Elektromotors mit einem Kern aus einem magnetisch leitfähigen Material eingesetzt ist, mit einem Einlass für ein Kühlfluid, der mit einem sich daran anschließenden Zuströmrohr kommuniziert, an welches sich parallel geschaltete Wärmetauschrohre anschließen, die thermisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt sind und die in ein Abströmrohr münden, wobei die resultierenden Strömungen in dem Zuströmrohr und dem Abströmrohr hinsichtlich der Abfolge der Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Zuströmrohr und das Abströmrohr gleichgerichtete Strömungskomponenten aufweisen.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschrohre mit Querkomponente bezüglich Zuströmrohr und Abströmrohr zwischen Zuströmrohr und Abströmrohr verlaufen.

3. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Wärmetauschrohre jeweils separat in das Zuströmrohr und/oder in das Abströmrohr münden.

4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Zuströmrohr und Abströmrohr und/oder die Wärmetauschrohre praktisch zueinander parallel verlaufen, wobei die Wärmetauschrohre praktisch quer zu dem Zuströmrohr und/oder dem Abströmrohr angeordnet sind.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr gesehen strömungstechnisch vor den Einmündungen der Wärmetauschrohre angeordnet ist.

6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslass des Abströmrohrs in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr gesehen strömungstechnisch hinter den Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Abströmrohr angeordnet ist.

7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Linearmotor ist, wobei vorzugsweise die Kühlvorrichtung mit praktisch rechteckigem Grundriss, insbesondere mit rechteckiger einhüllender aller beteiligten Rohrleitungen ausgebildet ist.

8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7 oder nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Einlass des Zuströmrohrs und Auslass des Abströmrohrs an der selben Seite der Kühlvorrichtung angeordnet sind, wobei insbesondere im Anschluss an das Abströmrohr dementsprechende Umleitungsrohrabschnitte vorgesehen sind.

9. Kühlvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Zuströmrohr und einem Abströmrohr und dazwischen angeordneten Wärmetauschrohren, die thermisch mit einem Primärteil oder Sekundärteil eines Elektromotors gekoppelt sind, wobei mit Querkomponente bezüglich einer Radiatorebene auskragende, zusätzliche Wärmeleitbleche vorgesehen sind, die an dem Zuströmrohr und/oder an dem Abströmrohr, vorzugsweise lediglich am Abströmrohr, angebracht sind und die in thermischem Wärmeleitkontakt mit zu kühlenden Komponenten des Elektromotors stehen, die außerhalb des Kerns des Elektromotors und zu dem Zuströmrohr bzw. dem Abströmrohr benachbart sind.

10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitbleche in thermischem Wärmeleitkontakt mit Wickelköpfen des Elektromotors stehen.

11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts (20, 22) des Zuströmrohrs (6) bzw. Abströmrohrs (8) zum effektiven Leitungsquerschnitt (21) der Wärmetauschrohre (7) im Bereich von 1,25 bis 3,5 zu 1 liegt.

12. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre (7) kleiner oder gleich 30 ist und das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts (20, 22) des Zuströmrohrs (6) bzw. Abströmrohrs (8) zum effektiven Leitungsquerschnitt (21) der Wärmetauschrohre (7) im Bereich von 1,25 bis 1,7 zu 1 liegt.

13. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre (7) größer oder gleich 30 ist und das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts (20, 22) des Zuströmrohrs (6) bzw. Abströmrohrs (8) zum effektiven Leitungsquerschnitt (21) der Wärmetauschrohre (7) im Bereich von 1,7 bis 3,5 zu 1 liegt.