DE102004007484A1

DE102004007484A1 - cooling system

Info

Publication number: DE102004007484A1
Application number: DE102004007484A
Authority: DE
Inventors: Günter Schwesig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2005-09-08
Also published as: WO2005078905A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem (3, 4, 5, 6) für zumindest eine Komponente (12, 14, 15, 16) eines elektrischen Antriebs (9, 11), wobei das Kühlsystem (3, 4, 5, 6): DOLLAR A a) für zumindest einen elektrischen Antrieb (9, 11) und eine Kühleinheit (28) eines Maschinenteils und/oder DOLLAR A b) für zumindest zwei elektrische Antriebe (9, 11), DOLLAR A welche getrennt voneinander aufstellbar sind und welche mittels eines gasförmigen und/oder eines flüssigen Kühlmittels kühlbar sind, vorsehbar ist. Das Kühlmittel ist mittels eines Führungsmittels (40, 42) zumindest teilweise seriell von einer Komponente (12, 14, 15, 16) eines elektrischen Antriebs (9, 11) zu einer anderen Komponente (12, 14, 15, 16) eines weiteren elektrischen Antriebs (9, 11) und/oder zu einer Kühleinheit (28) eines Maschinenteils führbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren und Fertigungsmaschinen mit einem entsprechenden Kühlsystem.The invention relates to a cooling system (3, 4, 5, 6) for at least one component (12, 14, 15, 16) of an electric drive (9, 11), wherein the cooling system (3, 4, 5, 6) : DOLLAR A a) for at least one electric drive (9, 11) and a cooling unit (28) of a machine part and / or DOLLAR A b) for at least two electric drives (9, 11), DOLLAR A which are separately set up and which can be cooled by means of a gaseous and / or a liquid coolant, is providable. The coolant is by means of a guide means (40, 42) at least partially serially from one component (12, 14, 15, 16) of an electric drive (9, 11) to another component (12, 14, 15, 16) of another electrical Drive (9, 11) and / or to a cooling unit (28) of a machine part is feasible. The invention further relates to a corresponding method and production machines with a corresponding cooling system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für zumindest eine Komponente eines elektrischen Antriebs, wobei das Kühlsystem für zumindest einen elektrischen Antrieb und eine Kühleinheit eines Maschinenteils und/oder für zumindest zwei elektrische Antriebe, welche getrennt voneinander aufstellbar sind und welche mittels eines gasförmigen und/oder eines flüssigen Kühlmittels kühlbar sind, vorsehbar ist.The The invention relates to a cooling system for at least a component of an electric drive, the cooling system for at least an electric drive and a cooling unit of a machine part and / or for at least two electric drives, which are separated from each other can be set up and which by means of a gaseous and / or a liquid coolant cooled are predictable.

Kühlsysteme für Komponenten elektrischer Antriebe sind bekannt. Ein elektrischer Antrieb weist zumindest eine elektrische Maschine und/oder zumindest einen Stromrichter auf. Der Stromrichter weist beispielsweise einen Wechselrichter und/oder einen Umrichter auf. Zur Kühlung bzw. zur Entwärmung elektrischer Antriebe werden beispielsweise Lüfter verwendet. Der Lüfter eines elektrischen Antriebs ist beispielsweise ein Fremdlüfter oder ein Eigenlüfter. Die Entwärmung von Verlustleistung elektrischer Geräte wie z.B. eines elektrischen Antriebs kann verschiedene Ziele verfolgen. Beispiele für derartige Ziele sind: Eine hohe Verfügbarkeit, eine hohe Schutzart, Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, keine bzw. eine reduzierte Wartung, ein kleines Bauvolumen, keine Flüssigkeitskühlung. Der Stromrichter eines elektrischen Antriebs weist eine Leistungselektronik auf. Diese Leistungselektronik weist Bauelemente auf, die zumeist einer besonderen Kühlung bedürfte.cooling systems for components Electric drives are known. An electric drive has at least an electrical machine and / or at least one power converter on. The power converter has, for example, an inverter and / or an inverter. For cooling or for cooling electrical For example, drives become fans used. The fan an electric drive, for example, a forced cooling fan or a self-ventilator. The heat dissipation of power loss of electrical appliances such as e.g. an electrical Drive can pursue different goals. Examples of such Goals are: High availability, a high degree of protection, insensitivity to pollution, none or a reduced maintenance, a small construction volume, no liquid cooling. Of the Power converter of an electric drive has power electronics on. This power electronics has components that are mostly a special cooling would require.

Wird zur Entwärmung das Prinzip der freien Konvektion verwendet, so bietet diese beispielsweise die folgenden Vorteile: Keine externen Lüfter (geringe Kosten, hohe Verfügbarkeit, keine bzw. eine reduzierte Wartung), Verschmutzungstoleranz und eine einfache Verwirklichung einer hohen Schutzart. Ein Nachteil einer Entwärmung über freie Konvektion ist beispielsweise ein großes Bauvolumen. Bei der Verwendung eines Lüfters zur Entwärmung ergibt sich der Vorteil eines geringen Bauvolumens. Nachteilig dabei ist jedoch z.B. eine erhöhte Empfindlichkeit gegen Verschmutzung, erhöhte Wartungserfordernisse, eine geringere Verfügbarkeit wegen der Gefahr eines Lüfterausfalls und die Schwierigkeit der Realisierung eines elektrischen Antriebs mit hoher Schutzart. Zur Vermeidung von Hot-Spots ist es beispielsweise bekannt, im Gehäuse eines elektrischen Antriebs, in dem die Leistungs- und Antriebselektronik angeordnet ist, einen Lüfter zu platzieren.Becomes for cooling the principle of free convection used, so this example provides the following advantages: No external fans (low cost, high Availability, no or a reduced maintenance), pollution tolerance and a simple realization of a high degree of protection. A disadvantage a cooling over free Convection, for example, is a large volume of construction. When using a fan for cooling There is the advantage of a low construction volume. Disadvantageous however, it is e.g. an increased Sensitivity to pollution, increased maintenance requirements, one lower availability because of the risk of fan failure and the difficulty of realizing an electric drive with high degree of protection. To avoid hot spots, for example known, in the housing an electric drive in which the power and drive electronics is arranged a fan to place.

Bei einer dezentralen Antriebstechnik ist der Aufbau häufig der Gestalt, dass zumindest die Leistungselektronik, in der Regel jedoch auch die Antriebselektronik, an der elektrischen Maschine oder in der Nähe der elektrischen Maschine angeordnet ist. D.h., die Anordnung ist nicht zentral in einem Schaltschrank. Wärme, die durch Verlustleistung erzeugt wird, wird dabei beispielsweise mittels Kühlkörper über freie Konvektion oder über Kühlkörper und Lüfter an die Umgebung abgeführt. Topologiebedingt hat dabei jedes Antriebssystem separate eigene Entwärmungssysteme.at Of decentralized drive technology, the structure is often the Shape that at least the power electronics, usually however also the drive electronics, at the electric machine or in nearby the electric machine is arranged. That is, the arrangement is not centrally in a control cabinet. Heat caused by power loss is generated, for example, by means of heat sink over free Convection or over Heat sink and Fan discharged to the environment. Topology-driven, each drive system has its own separate Cooling systems.

Nachteilig dabei ist, dass für jeden elektrischen Antrieb ein separates eigenes Kühlsystem vorzusehen ist. Das Kühlsystem betrifft entweder die elektrische Maschine, d.h. insbesondere einen elektrischen Motor und/oder die Leistungselektronik bzw. die Antriebselektronik zum Betreiben der elektrischen Maschine. Ein weiterer Nachteil eines dezentralen Kühlsystems ist neben der vielfachen Vorhaltung von Kühleinrichtungen auch das hierfür benötigte große Bauvolumen.adversely it is that for Each electric drive has its own separate cooling system is to be provided. The cooling system concerns either the electric machine, i. especially one electric motor and / or the power electronics or the drive electronics for operating the electric machine. Another disadvantage of a decentralized cooling system is in addition to the multiple provision of cooling equipment and the required large volume of construction.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu überwinden.task It is the object of the present invention to overcome the above-mentioned disadvantages to overcome.

Die Lösung der Aufgabe gelingt durch einen der Ansprüche 1 bis 8 bzw. bei einer Fertigungsmaschine nach Anspruch 9 bzw. durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11.The solution The object is achieved by one of claims 1 to 8 or in a Production machine according to claim 9 or by a method according to one of the claims 10 to 11.

Mittels eines Kühlsystems für zumindest eine Komponente eines elektrischen Antriebs, wobei das Kühlsystem:

a) für zumindest einen elektrischen Antrieb von einer Kühleinheit eines Maschinenteils und/oder
b) für zumindest zwei elektrische Antriebe,

welche getrennt voneinander aufstellbar sind und welche mittels eines gasförmigen und/oder eines flüssigen Kühlmittels kühlbar sind vorsehbar ist, wobei das Kühlmittel mittels eines Führungsmittels zumindest teilweise seriell von einer Komponente eines elektrischen Antriebs zu einer anderen Komponente eines weiteren elektrischen Antriebs und/oder zur einer Kühleinheit eines Maschinenteils führbar ist, ist folglich die Aufgabe lösbar.By means of a cooling system for at least one component of an electric drive, wherein the cooling system:

a) for at least one electric drive from a cooling unit of a machine part and / or
b) for at least two electric drives,

which can be set up separately from one another and which can be cooled by means of a gaseous and / or liquid coolant, wherein the coolant is at least partially serially connected by means of a guide means from one component of an electric drive to another component of another electric drive and / or to a cooling unit a machine part is feasible, therefore, the task is solvable.

Vorteilhaft bei einem derartigen Kühlsystem ist es, dass durch das Führungsmittel Kühlmittel wie z.B. Luft oder eine Kühlflüssigkeit von einer Komponente zu einer anderen Komponente mittels eines Führungsmittels seriell führbar ist. Durch die serielle Führung wird Material eingespart sowie ein einfacher und kompakter Aufbau möglich. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei kompaktbauenden Maschinen, wie z.B. bei Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder auch Handhabungsautomaten. Derartige Maschinen sind Fertigungsmaschinen. Bei diesen Maschinen können auch Maschinenteile durch eine Kühleinheit dieser Maschine bzw. eines Maschinenteils mit in das Kühlsystem integriert sein. Elektrische Antriebe welche viel Verlustleistung produzieren, sind vorteilhafter Weise am Anfang der seriellen Kopplung der zu kühlenden Einrichtungen angeordnet.Advantageous in such a cooling system it that by the guide means coolant such as. Air or a coolant from one component to another component by means of a guiding means serially routable is. Through the serial guide Material is saved as well as a simple and compact construction possible. This is particularly advantageous in compact machines, such as. in machine tools, production machines or even automatic handling machines. Such machines are production machines. With these machines can also machine parts by a cooling unit this machine or a machine part with in the cooling system be integrated. Electric drives which a lot of power loss are advantageous in the beginning of the serial coupling the one to be cooled Arranged facilities.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Kühlsystems ist die Komponente des elektrischen Antriebs eine Antriebselektronik und/oder eine Leistungselektronik und/oder eine Kühleinheit. Ist die Komponente des elektrischen Antriebs eine Antriebs elektronik so erfolgt deren Kühlung dadurch, dass die Antriebselektronik der Kühlluft aussetzbar ist.In An advantageous embodiment of the cooling system is the component the electric drive drive electronics and / or a Power electronics and / or a cooling unit. Is the component of the electric drive a drive electronics so takes place cooling in that the drive electronics of the cooling air can be exposed.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Leistungselektronik des elektrischen Antriebs durch das Kühlmittel kühlbar. Für den elektrischen Antrieb ist auch eine Kühleinheit vorsehbar, welche als Wärmetauscher zur Abgabe der Wärme des elektrischen Antriebs dient. Die Wärme des elektrischen Antriebs stammt beispielsweise aus der Antriebselektronik, der Leistungselektronik oder der elektrischen Maschine selbst. Insbesondere im Fall hoher Schutzarten für den elektrischen Antrieb ist ein interner Lüfter vorsehbar, welcher zur Entwärmung der Komponenten des elektrischen Antriebs Wärme zur Kühleinheit leitet, wobei die Kühleinheit als Wärmetauscher diese Wärme an das Kühlmittel, welches seriell von beispielsweise einem elektrischen Antrieb zum nächsten elektrischen Antrieb geführt ist, abgibt. Gerade bei hohen Schutzarten ist das erfindungsgemäße Kühlsystem mit der seriellen Kopplung zu kühlender Komponenten von Vorteil, da beispielsweise nur ein zentraler Lüfter für den Durchsatz von Kühlluft notwendig ist.In Another embodiment is the power electronics of the electrical Drive through the coolant cooled. For the electric drive is also a cooling unit providable, which as a heat exchanger to give off the heat the electric drive is used. The heat of the electric drive comes from for example, from the drive electronics, power electronics or the electric machine itself. Especially in the case of high Protection types for the electric drive is an internal fan vorsehbar, which for Cooling the components of the electric drive conducts heat to the cooling unit, wherein the cooling unit as a heat exchanger this heat to the coolant, which serially of, for example, an electric drive to next led electric drive is, gives up. Especially with high degrees of protection is the cooling system according to the invention with the serial coupling to cooling components advantageous, for example, only a central fan for throughput of cooling air necessary is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kühlsystems ist das Führungsmittel ein Rohr oder ein Schlauch. Die Verwendung eines Rohres zur seriellen Kopplung ist deswegen vorteilhaft, weil Rohrelemente bereits genormt sind und zum Aufbau einer seriellen Verbindung mit beispielsweise auch Krümmungsstücken einfach realisierbar ist. Bei der Verwendung eines metallenen Rohres ist es auch vorteilhaft, dass dadurch zwischen den Komponenten Wärme abgebbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung befindet sich zwischen den Komponenten eines elektrischen Antriebs bzw. eines elektrischen Antriebs und einer Kühleinheit eines Maschinenteils ein Wärmetauscher der das Kühlmittel dazwischen abkühlt. Bei der Verwendung eines Schlauches als Führungsmittel zur seriellen Kopplung ist vorteilhafter Weise ein flexibler Schlauch verwendbar. Der flexible Schlauch ermöglicht auch bei kompakter Bauweise den einfachen Aufbau bzw. Einbau bzw. Umbau des Kühlsystems. Sowohl das Rohr als auch beispielsweise der Schlauch ist mit oberflächenvergrößernden Mitteln wie z.B. Kühlrippen derart ausbildbar, dass eine Abkühlung des Kühlmittels erzielbar ist.In a further advantageous embodiment of the cooling system is the guide means a pipe or a hose. The use of a pipe for serial Coupling is advantageous because pipe elements already standardized are and to build a serial connection with, for example also curvature pieces easy is feasible. When using a metal pipe is It is also advantageous that thereby heat can be emitted between the components is. In a further advantageous embodiment is located between the components of an electric drive or an electrical Drive and a cooling unit a machine part, a heat exchanger the coolant in between cools. When using a hose as a guide to the serial Coupling is advantageously a flexible hose used. The flexible hose allows even in a compact design, the simple structure or installation or Reconstruction of the cooling system. Both the tube and, for example, the tube is with surface enlarging Agents such as e.g. cooling fins be formed such that a cooling of the coolant can be achieved is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kühlsystem einen Lüfter bzw. eine Pumpe auf. Der Lüfter ist für ein gasförmiges Kühlmittel vorgesehen wogegen die Pumpe für ein flüssiges Kühlmittel vorsehbar ist. Innerhalb des Kühlsystems sind sowohl jeweils ein Lüfter wie auch eine Pumpe aber auch zwei oder mehrere Lüfter bzw. Pumpen vorsehbar. Dies ist insbesondere davon abhängig, welchen Widerstand das Führungsmittel bzw. die Komponenten zur Kühlung dem Kühlmittel entgegensetzen bzw. wie groß das Kühlsystem ist. Die Anzahl bzw. Größe von Lüfter bzw. Pumpe sind derart zu wählen, dass ein ausreichender Durchsatz von Kühlmittel gewährleistet ist.In a further advantageous embodiment, the cooling system a fan or a pump. The fan is for a gaseous coolant provided against the pump for a liquid coolant is predictable. Inside the cooling system are each a fan as well as a pump but also two or more fans or Pumps providable. This is particularly dependent on which resistor the guide or the components for cooling the coolant oppose or how big that cooling system is. The number or size of fan or Pump are to be chosen in such a way that ensures a sufficient flow rate of coolant is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kühlsystems ist das Kühlmittel auch parallel zur Komponente bzw. zu einer Kühleinheit eines Maschinenteils führbar. Durch die Möglichkeit der parallelen Führung ergeben sich größere Einsatzmöglichkeiten für das Kühlsystem. Es ist sowohl der Widerstand für das Kühlmittel wie auch die Kühlleistung für bestimmte Komponenten dadurch anpassbar. Wird beispielsweise bei verschiedenen Komponenten eine geringere Kühlleistung benötigt, als insgesamt zur Verfügung stünde, so kann das Kühlmittel aufgeteilt werden und jeweils parallel zur Kühlung von unterschiedlichen Komponenten herangezogen werden. Ist eine Kühlung einer Komponente mit erhöhtem Kühlbedarf notwendig, so wird die parallele Führung des Kühlmittels beendet und das Kühlmittel wiederum seriell weitergekühlt.In A further advantageous embodiment of the cooling system is the coolant also parallel to the component or to a cooling unit of a machine part feasible. By the possibility the parallel leadership result in greater application possibilities for the cooling system. It is both the resistance for that coolant as well as the cooling capacity for certain Components thereby adaptable. For example, at different Components a lower cooling capacity needed would be available as a whole, so can the coolant be split and each parallel to the cooling of different components be used. Is a cooling a component with elevated cooling requirements necessary, so the parallel guidance of the coolant is terminated and the coolant again serially cooled.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kühlmittel in einem Beipass führbar. Der Beipass ist dafür vorgesehen, Kühlmittel an einer Komponente eines elektrischen An triebs bzw. an einer Kühleinheit eines Maschinenteils vorbeizuführen, welche eine nicht so große Kühlleistung benötigt, wie zur Verfügung gestellt werden könnte, so dass mit Hilfe des Beipasses beispielsweise auch der Widerstand für das Kühlmittel im Kühlsystem reduzierbar ist. Durch die Reduzierung des Widerstandes ist es beispielsweise möglich, einen Lüfter bzw. eine Pumpe geringerer Leistung einzusetzen. Mittels eines oder auch mittels mehrerer Beipässe ist es möglich für eine Komponente zur Verfügung gestellte Kühlleistung im Kühlsystem den Erfordernissen individuell anzupassen.In A further advantageous embodiment is the coolant feasible in a pass. The by-pass is for it provided, coolant on a component of an electrical drive or on a cooling unit a machine part to pass, which not so big cooling capacity needed as available could be asked so that with the help of the by-pass, for example, the resistance for the coolant in the cooling system is reducible. By reducing the resistance, for example possible, a fan or use a pump of lower power. By means of one or also by means of several passports is it possible for a component to disposal Asked cooling performance in the cooling system to adapt to the requirements individually.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des Kühlsystems ist dieses entweder geschlossen oder auch offen ausgeführt. Die offene bzw. geschlossene Ausführung des Kühlsystems ist beispielsweise abhängig von Umgebungsbedingungen bzw. auch von der zu erfüllenden Schutzart.In further advantageous embodiments of the cooling system this is either closed or open. The open or closed execution of the cooling system is dependent, for example from environmental conditions or from the one to be met Protection.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kühlsystem einen Wärmetauscher auf. Der Wärmetauscher ist beispielsweise zentral innerhalb des Kühlsystems angeordnet oder dezentral an verschiedenen Orten innerhalb des Kühlsystems, so dass verschiedene Wärmetauscher innerhalb eines geschlossenen bzw. offenen Kühlsystems vor bzw. nach bestimmten Komponenten bzw. vor bzw. nach bestimmten Kühleinheiten eines Maschinenteils zur Kühlung des Kühlmittels dienen.In an advantageous embodiment, the cooling system has a heat exchanger. The heat exchanger is arranged, for example, centrally within the cooling system or decentralized at different locations within the cooling system, so that different heat exchangers within a closed or open cooling system before or after certain components or before or after certain cooling units of a machine part are used to cool the coolant.

In einer weiteren Ausgestaltung ist durch das Kühlsystem auch die Kühlung einer Einspeiseeinheit bzw. eines Gleichrichters bzw. Umrichters von elektrischen Antrieben vorgesehen. Eine derartige Einspeiseeinheit weist beispielsweise einen Kühlkörper auf, durch den das Kühlmittel führbar ist.In a further embodiment is by the cooling system, the cooling of a Supply unit or a rectifier or inverter of electrical Drives provided. Such a feed unit has, for example a heat sink on, through the coolant feasible is.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Fertigungsmaschine, welche insbesondere eine Produktionsmaschine oder eine Werkzeugmaschine oder ein Handhabungsautomat ist gelöst, wenn die Fertigungsmaschine ein Kühlsystem der obig beschriebenen Art aufweist.The The object of the invention is further achieved by a production machine, which in particular a production machine or a machine tool or an automatic handling machine is solved when the production machine a cooling system of the type described above.

Bei einem Verfahren zur Kühlung von zumindest einer Komponente eines elektrischen Antriebs wird vorteilhafter Weise das Kühlmittel durch ein Führungsmittel zumindest teilweise seriell von einer Komponente eines elektrischen Antriebs zu einer anderen Komponente eines weiteren elektrischen Antriebs und/oder zu einer Kühleinheit eines Maschinenteils geführt. Vorteilhafter Weise wird dieses Verfahren zur Kühlung mittels eines Kühlsystems der obig beschriebenen Art durchgeführt.at a method of cooling of at least one component of an electric drive Advantageously, the coolant through a guide at least partially serially from a component of an electrical Drive to another component of another electrical Drive and / or to a cooling unit led a machine part. Advantageously, this method is used for cooling by means of a cooling system of the kind described above.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in folgenden figürlich dargestellt. Dabei zeigen:exemplary embodiments The invention are shown in the following figuratively. Showing:

1 einen ersten elektrischen Antrieb nach dem Stand der Technik, 1 a first electrical drive according to the prior art,

2 einen zweiten elektrischen Antrieb nach dem Stand der Technik, 2 a second electrical drive according to the prior art,

3 ein serielles offenes Kühlsystem, 3 a serial open cooling system,

4 ein serielles geschlossenes Kühlsystem, 4 a serial closed cooling system,

5 ein serielles offenes Kühlsystem mit Einspeiseeinheit, 5 a serial open cooling system with feed unit,

6 ein serielles geschlossenes Kühlsystem mit Einspeiseeinheit und 6 a serial closed cooling system with feed unit and

7 den Aufbau eines elektrischen Antriebs für ein erfindungsgemäßes Kühlsystem. 7 the structure of an electric drive for a cooling system according to the invention.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt einen elektrischen Antrieb 10 und ein Kühlsystem 1 nach dem Stand der Technik. Der elektrische Antrieb 10 weist eine elektrische Maschine 12, eine Elektronik 14 und eine Kühleinheit 20 auf. Die Kühleinheit 20 weist ihrerseits einen Lüfter 22 auf. Die Elektronik 14 weist sowohl eine Leistungselektronik 16 wie auch eine Antriebselektronik 15 auf. Die Antriebselektronik 15 ist mittels eines internen Lüfters 18 kühlbar. Die elektrische Maschine 12 weist zur Ankopplung eine Welle 26 auf. Der elektrische Antrieb 10 ist gemäß 1 derart aufgebaut, dass die elektrische Maschine 12 mit der Elektronik 14 örtlich gekoppelt ist. Der elektrische Anschluss des elektrischen Antriebs 10 er folgt mittels elektrischer Verbindungstechnik 24. Durch den Aufbau des elektrischen Antriebs 10 ergibt sich für das Kühlsystem 1 ein dezentraler Aufbau.The representation according to 1 shows an electric drive 10 and a cooling system 1 According to the state of the art. The electric drive 10 has an electric machine 12 , an electronics 14 and a cooling unit 20 on. The cooling unit 20 in turn has a fan 22 on. The Electronic 14 has both a power electronics 16 as well as a drive electronics 15 on. The drive electronics 15 is by means of an internal fan 18 cooled. The electric machine 12 has a shaft for coupling 26 on. The electric drive 10 is according to 1 so constructed that the electric machine 12 with the electronics 14 is locally coupled. The electrical connection of the electric drive 10 It follows by means of electrical connection technology 24 , By the construction of the electric drive 10 results for the cooling system 1 a decentralized structure.

Die Darstellung gemäß 2 zeigt ein weiteres Kühlsystem 2 und einen elektrischen Antrieb, welcher eine elektrische Maschine 12 und einen von dieser getrennte Elektronik 14 aufweist. Die Elektronik 14 ist mittels elektrischer Verbindungstechnik 24 mit der elektrischen Maschine 12 gekoppelt. Der Aufstellungsort der elektrischen Maschine 12 des elektrischen Antriebs unterscheidet sich somit vom Aufstellungsort der Elektronik 14. Die Elektronik 14 ist mit einer Kühleinheit 20 gekoppelt. Auch dieses Kühlsystem 2 ist wie das Kühlsystem 1 aus 1 autark für jeweils einen elektrischen Antrieb ausgeführt.The representation according to 2 shows another cooling system 2 and an electric drive, which is an electric machine 12 and a separate from this electronics 14 having. The Electronic 14 is by means of electrical connection technology 24 with the electric machine 12 coupled. The site of the electric machine 12 The electrical drive thus differs from the site of the electronics 14 , The Electronic 14 is with a cooling unit 20 coupled. Also this cooling system 2 is like the cooling system 1 out 1 self-sufficient designed for each electric drive.

Die Darstellung gemäß 3 zeigt ein Kühlsystem 3, welches verschiedene elektrischen Antriebe 11 aufweist. Die elektrischen Antriebe 11 weisen neben elektrischen Maschinen 12 und Elektronik 14 eine Kühleinheit 21 auf. Die Kühleinheiten 21 sind mittels von Rohren 40 bzw. mittels von Schläuchen 42 miteinander verbunden. Neben der Verbindung zwischen den elektrischen Antrieben 11 erfolgt auch eine serielle Verbindung zu einer Kühleinheit 28 eines Maschinenteils. Das Maschinenteil ist beispielsweise das Werkzeug einer Kunststoffspritzmaschine. Das Kühlmittel ist beispielsweise Luft, welche mittels eines Lüfters 23 über einen Lufteinlass 32 in das Kühlsystem 3 hinein blasbar ist. Über einen Luftauslass 30 ist die Kühlluft aus dem Kühlsystem 3 ausführbar. Eingesaugte Kühlluft ist mittels eines Filters 33 filterbar. Die Anordnung des Lüfters 23 ist zentral bezüglich der zu kühlenden Komponenten. Die zentrale Anordnung 25 ist symbolisch mittels eines strichlinierten Rechtecks angedeutet.The representation according to 3 shows a cooling system 3 which different electric drives 11 having. The electric drives 11 show next to electrical machines 12 and electronics 14 a cooling unit 21 on. The cooling units 21 are by means of pipes 40 or by means of hoses 42 connected with each other. In addition to the connection between the electric drives 11 There is also a serial connection to a cooling unit 28 a machine part. The machine part is for example the tool of a plastic injection machine. The coolant is for example air, which by means of a fan 23 via an air inlet 32 in the cooling system 3 is blown into it. Via an air outlet 30 is the cooling air from the cooling system 3 executable. Intake of cooling air is by means of a filter 33 filterable. The arrangement of the fan 23 is central to the components to be cooled. The central arrangement 25 is symbolically indicated by a dashed rectangle.

Die Darstellung gemäß 4 zeigt ein Kühlsystem 4, welches geschlossen ausgeführt ist. Das Kühlsystem weist folglich weder einen Lufteinlass noch einen Luftauslass auf. Die Kühlung des Kühlmittels wie z.B. Kühlluft bzw. eine Flüssigkeit erfolgt mittels eines Wärmetauschers 34. Der Wärmetauscher 34 weist beispielsweise einen Kühlkörper 36 auf. Das Kühlsystem 4 weist neben elektrischen Antrieben 11 auch einen elektrischen Antrieb 9 auf, welcher sich von den bislang gezeigten elektrischen Antrieben 11 dadurch unterscheidet, dass die Kühlung des elektrischen Antriebs 9 derart ausgeführt ist, dass an einer Seite des elektrischen Antriebs 9 das Kühlmittel zugeführt wird um es auf einer davon axial entfernten Seite des elektrischen Antriebs 9 abzuführen.The representation according to 4 shows a cooling system 4 , which is executed closed. The cooling system therefore has neither an air inlet nor an air outlet. The cooling of the coolant such as cooling air or a liquid by means of a heat exchanger 34 , The heat exchanger 34 has, for example, a heat sink 36 on. The cooling system 4 points besides electrical drives 11 also an electric drive 9 on, which differs from the electrical drives shown so far 11 this distinguishes that the cooling of the electric drive 9 is designed such that on one side of the electric drive 9 the coolant is supplied to it on a side thereof remote from the electric drive 9 dissipate.

Die Darstellung gemäß 5 zeigt ein Kühlsystem 5, welches eine Parallelführung eines Kühlmittels bezüglich eines elektrischen Antriebs 11 und einer Kühleinheit 28 eines Maschinenteils zeigt. Des Weiteren weist das System gemäß 5 eine zentrale Einspeiseeinheit 35 für die elektrischen Antriebe 11 auf. Die Einspeiseeinheit 35 ist beispielsweise ein Gleichrichter oder ein Umrichter. Über die zentrale Einspeiseeinheit 35 sind die elektrischen Antriebe 11 speisbar. Eine Kühlung der Einspeiseeinheit 35 ist mittels des Kühlkörpers 36 realisiert.The representation according to 5 shows a cooling system 5 , which is a parallel guidance of a coolant with respect to an electric drive 11 and a cooling unit 28 a machine part shows. Furthermore, the system according to 5 a central feed unit 35 for the electric drives 11 on. The feed unit 35 is for example a rectifier or an inverter. Via the central supply unit 35 are the electric drives 11 can be fed. A cooling of the feed unit 35 is by means of the heat sink 36 realized.

In 5 ist innerhalb der seriellen Kopplung zwischen zwei elektrischen Antrieben 11 ein Wärmetauscher 34 eingefügt, wobei mittels dieses Wärmetauschers 34 das Kühlmittel für weitere Kühlaufgaben wieder abkühlbar ist.In 5 is within the serial coupling between two electric drives 11 a heat exchanger 34 inserted, by means of this heat exchanger 34 the coolant can be cooled again for further cooling tasks.

Die Darstellung gemäß 6 zeigt ein Kühlsystem 6, welches zusätzlich zur seriellen Führung eines Kühlmittels einen Beipass 50 aufweist. Der Beipass 50 ist zur Vorbeileitung des Kühlmittels an den elektrischen Antrieb 11 vorgesehen. Da es sich bei dem Kühlsystem 6 um ein geschlossenes Kühlsystem handelt, weist dieses Kühlsystem wiederum einen Wärmetauscher auf. Wie auch bereits beim Kühlsystem 5 gemäß 5 ist auch beim Kühlsystem 6 gemäß 6 eine zentrale Einspeiseeinheit 38 mit einem Kühlkörper 36 vorgesehen.The representation according to 6 shows a cooling system 6 , which in addition to the serial guidance of a coolant a Beipass 50 having. The by-pass 50 is to bypass the coolant to the electric drive 11 intended. As it is in the cooling system 6 is a closed cooling system, this cooling system again has a heat exchanger. As with the cooling system 5 according to 5 is also in the cooling system 6 according to 6 a central feed unit 38 with a heat sink 36 intended.

Die Darstellung gemäß 7 zeigt ein Beispiel für eine mechanische Ausführung eines elektrischen Antriebes 11 für ein erfindungsgemäßes Kühlsystem. Der elektrische Antrieb 11 weist eine elektrische Maschine 12 mit einer Welle 26 auf. Innerhalb eines Gehäuses 44 ist eine Leistungselektronik 16 sowie eine Antriebselektronik 15 platziert. An die Leistungselektronik 16 schließt eine Kühleinheit 20 an. Die Kühleinheit 20 ist mittels einer Abdeckhaube 46 abdeckbar. Die Abdeckhaube 46 weist Anschlüsse für einen Luftschlauch 48 auf. Die Kühleinheit 20 ist beispielsweise derart aufbaubar, dass diese Kühlrippen 52 sowie einen internen Beipass 50 aufweist.The representation according to 7 shows an example of a mechanical design of an electric drive 11 for a cooling system according to the invention. The electric drive 11 has an electric machine 12 with a wave 26 on. Inside a housing 44 is a power electronics 16 and a drive electronics 15 placed. To the power electronics 16 closes a cooling unit 20 at. The cooling unit 20 is by means of a cover 46 coverable. The cover 46 has connections for an air hose 48 on. The cooling unit 20 is, for example, buildable such that these cooling fins 52 as well as an internal pass 50 having.

Claims

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) for at least one component ( 12 . 14 . 15 . 16 ) of an electric drive ( 9 . 11 ), the cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ): a) for at least one electric drive ( 9 . 11 ) and a cooling unit ( 28 ) of a machine part and / or b) for at least two electric drives ( 9 . 11 ) which can be arranged separately from one another and which can be cooled by means of a gaseous and / or a liquid coolant, can be provided, characterized in that the coolant is conveyed by means of a guide means ( 40 . 42 ) at least partially serially from a component ( 12 . 14 . 15 . 16 ) of an electric drive ( 9 . 11 ) to another component ( 12 . 14 . 15 . 16 ) of another electric drive ( 9 . 11 ) and / or to a cooling unit ( 28 ) of a machine part is feasible.

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to claim 1, characterized in that the component ( 12 . 14 . 15 . 16 ) of the electric drive ( 9 . 11 ) a drive electronics ( 15 ) and / or power electronics ( 16 ) and / or a cooling unit ( 21 ).

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the guide means ( 40 . 42 ) a pipe ( 40 ) or a hose ( 42 ), wherein the guiding means ( 40 . 42 ) is flexible in particular.

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) a fan ( 23 ) or a pump.

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coolant is parallel to components ( 12 . 14 . 15 . 16 ) or to a cooling unit ( 28 ) of a machine part is feasible.

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coolant in a Beipass ( 50 ) is feasible.

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that a) the cooling system ( 4 . 6 ) is closed or b) the cooling system ( 3 . 5 ) is open.

Cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cooling system ( 4 . 6 ) a heat exchanger ( 34 ) having.

Production machine, which is in particular a production machine or a machine tool or an automatic handling machine, characterized in that the production machine is a cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to one of claims 1 to 8.

Method for cooling at least one component ( 12 . 14 . 15 . 16 ) of an electric drive ( 9 . 11 ,), characterized in that coolant through a guide means ( 40 . 42 ) at least partially serially from a component ( 12 . 14 . 15 . 16 ) of an electric drive ( 9 . 11 ) to another component of another electric drive ( 9 . 11 ) and / or to a cooling unit ( 28 ) of a machine part is guided.

A method of cooling according to claim 10, since characterized in that a cooling system ( 3 . 4 . 5 . 6 ) according to at least one of claims 1 to 8 is used.