DE102005002897A1

DE102005002897A1 - Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse

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Publication number: DE102005002897A1
Application number: DE102005002897A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Drewes; Kurt Müller; Dirk Dipl.-Phys. Seehase; Ulrich Herrmann
Original assignee: VEM Motors GmbH
Current assignee: VEM Motors GmbH
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2025-01-22
Also published as: DE102005002897B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse und daran abgedichtet angeordneten Lagerschilden, im Gussgehäuse montiertem Ständerblechpaket mit Wicklung und über die Lagerschilde gelagertem Läufer. DOLLAR A Aufgabe ist es, eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse zu schaffen, die eine optimale Wärmeabführung aus dem Gehäuse ermöglicht und zugleich eine konstruktiv einfache Bauweise des Gehäuses ermöglicht. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind im Inneren des gegossenen Ständergehäuses 1 mehrere rohrartige Kühlkanäle 2 eingegossen. Dabei liegen die Mittellinien der rohrartigen Kühlkanalöffnungen jeweils auf mindestens einem oder nahezu auf einem Kreisring. Direkt am gegossenen Ständergehäuse 1 sind an beiden Seiten die Lagerschilde 3.1 und 3.2 über zwischenliegende Dichtungen angeflanscht. In einem der Lagerschilde 3.1 an entsprechenden Stellen, wo jeweils zwei Kühlkanäle münden, sind Ausbuchtungen 4 so angeordnet, dass jeweils die benachbarten Kühlkanäle 2.1 mit 2.2, 2.3 mit 2.4 bis 2n-1 mit 2n untereinander fortlaufend in Reihe geschaltet sind. Am anderen Lagerschild 3.2 sind die Ausbuchtungen so angeordnet, dass jeweils die Kühlkanäle 2.2 mit 2.3, 2.4 mit 2.5 bis 2n-1 fortlaufend miteinander verbunden sind. Auf der Seite des Lagerschildes 3.2 ist eine Ausbuchtung in der Mitte flüssigkeitsdicht getrennt ausgeführt, so dass die Kühlkanalzuflussöffnung 8.1 des Kühlrohrs 2.1 mit einem Kühlmittelzulauf 5 und die ...

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse und daran abgedichtet angeordneten Lagerschilden, im Gussgehäuse montierten Ständerblechpaket mit Wicklung und über die Lagerschilde gelagerten Läufer.
Elektrische Maschinen führen die normalerweise beim Betrieb entstehende Wärme über die Maschinengehäuseoberfläche an die Umgebungsluft ab. Für hochausgenutzte Maschinen ist es allerdings erforderlich die Wärme mittels Flüssigkeitskühlung abzuleiten. Dazu werden in der Regel Kühlrohre angeordnet. Das Eingießen von Kühlrohren in Gehäuse elektrischer Maschinen ist in einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungen allgemeiner Stand der Technik.

So ist z. B. aus der DE 9107197 U1 eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit einem Maschinengehäuse aus Grauguss bekannt, in das eine wendelförmige Rohrschlange aus Stahlrohr eingegossen ist. Durch diese Rohrschlange strömt die Kühlflüssigkeit, wobei die Wärme, die aus dem in das Graugussgehäuse eingebauten Ständerblechpaket einschließlich der eingebauten Wicklung stammt, entsprechend über die Kühlflüssigkeit abgeleitet wird. Dabei ist an mindestens einem Lagerschild ein Zu- und Abführstutzen für die Kühlflüssigkeit vorgesehen. Diese Anordnung einer Rohrschlange von kreisförmigen Querschnitt und der Länge der gesamten Rohrschlange ist relativ instabil und bereitet beim eingießen erhebliche gießtechnische Probleme.

Aus der DE 91 12 631 U1 ist es bekannt in den Lagerschilden einer flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine Überleitungskanäle anzuordnen. Diese sind dabei so großflächig ausgebildet, dass speziell geformte und mit Doppelwülsten und zusätzlichen Vorsprüngen versehene Dichtungen angeordnet werden müssen. Dabei sind sowohl am Maschinengehäuse als auch an den Lagerschilden zwecks Halterund der Abdichtung speziell angeordnete Vorsprünge ausgebildet. Die zusätzliche Dichtung umschließt die Kühlflüssigkeitsöffnungen konturenmäßig. Das Maschinengehäuse weist einen annähernd quadratischen Querschnitt auf. In den Eckbereichen des Maschinengehäuses sind dabei die Kühlkanäle ausgebildet. Dieser Lösung haftet der Nachteil an, dass die Maschine jeweils nur in den Eckbereichen Kühlkanäle angeordnet hat.

In der EP 0342 554 A1 ist eine elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung beschrieben, bei der U-förmige Kühlkanäle in das Metall des Statorfußes eingegossen oder eingeschoben sind, damit die Kühlmittelzu- und -abfuhr auf eine einfache An und Weise von einer Seite realisiert werden kann. Da allerdings die Anordnung von U-förmigen Kühlmittelrohren in den Statorfüßen, die im Inneren der Wicklung entstehende Wärme nicht unmittelbar am Entstehungsort abführen kann, ist es in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, U-förmige Kühlmittelrohre direkt in die Nuten der elektrischen Maschine einzulegen. Der Nachteil ist, dass hier der für die Wicklung in der Nut verfügbare Platz um den Querschnitt der eingelegten Kühlmittelrohre verringert wird.

Aus der DE 196 51 559 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt, bei der in eine Einheit aus Ständerblechpaket und darum gegossenes Gehäuse gleichzeitig eine das Ständerblechpaket umschließende Kühlrohrschlange eingegossen ist. Die Wendel der Kühlrohrschlange ist dabei vorzugsweise in den Gehäusemantel eingegossen. Das Ständergehäuse besteht dabei aus Metall- oder Aluminiumguss. Die Kühlrohrschlange wird hier vor dem Gießen auf der Oberfläche des Ständerblechpakets positioniert und befestigt. Anschließend wird das Ständerblechpaket in eine Gussform eingebracht und vollständig umgossen. Allerdings besteht hier das Problem dass diese Lösung nur für Aluminiumguss geeignet ist, da sich bei höheren Temperaturen wie zum Beispiel Grauguss das Ständerblechpaket zu sehr verformen kann.

Eine ähnliche Lösung ist in der DE 297 14 614 beschrieben, die allerdings für Grauguss geeignet sein soll. Damit die Instabilität der gewendelten Rohrschlange beseitigt wird sind die einzelnen Wendeln gegeneinander mit Stegen fixiert. Dies verbessert die Stabilität vor und während des Eingießens. Allerdings ist die Herstellung solch einer gewendelten Rohrschlange kompliziert.

Die DE 4229 395 A1 beschreibt eine Lösung mit Flüssigkeitskühlung für einen oberflächengekühlten Asynchronmotor mit zylindrischen metallischen Gehäusemantel. Dabei sind im Gehäusemantel achssymmetrisch Längskanäle angeordnet, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Sie werden über Verbindungskanäle untereinander so verbunden, dass das Kühlmedium den Gehäusemantel mäanderförmig durchfließt. Allerdings sind die Kühlkanäle nur sehr aufwändig herstellbar. Wie beschrieben, werden die Längskanäle durch Längsbohrungen gebildet. Dies bedingt die Eignung dieser erfindungsgemäßen Lösung nur für Gehäusemäntel relativ kurzer Länge, da sich sehr lange Durchgangsbohrungen mit entsprechend geringen Bohrungsdurchmessern in der entsprechenden Genauigkeit nicht herstellen lassen, da beim Bohren der Bohrer über die Länge zu stark verläuft. Außerdem ist das Ausbohren ein zeit- und kostenintensiver Prozess. Zudem dürfte es in Abhängigkeit vom metallischen Werkstoff des Gehäusemantels zu Dichtigkeitsproblemen kommen, wenn z. B. im Guss vorkommende Lunker angebohrt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse und daran abgedichtet angeordneten Lagerschilden zu schaffen, die eine optimale Wärmeabführung aus dem Gehäuse ermöglicht und zugleich eine konstruktiv einfache Bauweise des Gehäuses und dessen ökonomische Herstellung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine besteht aus Ständer und Läufer, wobei der Ständer aus einem Gussgehäuse und dem im Inneren des Gussgehäuses eingebauten thermisch angekoppelten Ständerblechpaket, in dem die Ständerwicklung angeordnet ist, besteht. Am Gussgehäuse, dass insbesondere als Graugussgehäuse ausgeführt ist, sind Lagerschilde angeordnet, wobei zwischen Lagerschild und Ständergehäuse Dichtungen zwischengelegt sind. Erfindungsgemäß sind im Inneren des gegossenen Ständergehäuses 1 wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere rohrartige Kühlkanäle 2 eingegossen. Erfindungsgemäß liegen die Mittellinien der rohrartigen Kühlkanalöffnungen jeweils auf mindestens einem oder nahezu auf einem Kreisring. Direkt am gegossenen Standergehäuse 1 sind an beiden Seiten die Lagerschilde 3.1 und 3.2 oder Lagerschildkühlringe 3.4 und 3.6, an die Lagerschilddeckel 3.3 und 3.5 direkt angeordnet sind über zwischenliegende Dichtungen so angeflanscht, dass in einem der Lagerschilde 3.1 oder dem Lagerschildkühlring 3.4, an den entsprechenden Stellen, wo jeweils zwei Kühlkanäle münden, Ausbuchtungen 4 so angeordnet sind, dass jeweils die benachbarten Kühlkanäle 2.1 mit 2.2, 2.3 mit 2.4 bis 2n-1 mit 2n untereinander fortlaufend in Reihe geschaltet sind. Am anderen Lagerschild 3.2 oder Lagerschildring 3.6 sind die Ausbuchtungen so angeordnet, das jeweils die Kühlkanäle 2.2 mit 2.3, 2.4 mit 2.5 bis 2n-1 fortlaufend miteinander verbunden sind. Auf der Seite des Lagerschildes 3.2 oder des Lagerschildkühlringes 3.6 ist eine Ausbuchtung in der Mitte flüssigkeitsdicht getrennt ausgeführt, so dass die Kühlkanalzuflussöffnung 8.1 des Kühlrohrs 2.1 mit einem Kühlmittelzulauf 5 und die Kühlkanalabflussöffnung 8.2 des Kühlrohrs 2n mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden ist. Auch die Ausführung, dass der gesamte Kühlkanalkreis in zwei, drei oder mehr Einzelkühlkreissegmente aufgeteilt ist, wobei die entsprechende Anzahl von Kühlmittelzuläufen 5 und Kühlmittelabläufen 6 und der speziellen Anordnung und Anzahl der korrelierenden Ausbuchtungen 4 angeordnet sind, ist möglich.

In einer anderen bevorzugten Ausführung ist das gegossene Ständergehäuse 11 kühlmittelmäßig hälftig geteilt ausgeführt. Dabei ist erfindungsgemäß eine geradzahlige Anzahl von Kühlmittelrohren 12 eingegossen. Eine Ausbuchtung 14 ist durch das Lagerschild 13.2 oder einem Lagerschildkühlring 13.6 mit daran angeordneten Lagerschilddeckel 13.5 hindurch mit einem Kühlmittelzulauf 5 und genau die radial gegenüberliegende Ausbuchtung 14 ist mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden. Erfindungsgemäß ist dabei das gegossene Ständergehäuse 11 in zwei Hälften geteilt, so dass das Kühlmittel jeweils genau an einer Lagerschildseite zugeführt werden kann und am gleichen Lagerschild oder Lagerschildkühlring radial gegenüber wieder abgeführt wird. Dabei sind auf der Kühlmittelzuführseite in einer Hälfte jeweils die Kühlkanäle 12.1 mit 12.n (Zuführung des Kühlmittels), 12.2 mit 12.3, 12.4 mit 12.5 bis 12.n/2-2 mit 12.n/2-1 und am anderen Lagerschild 13.1 oder Lagerschildkühlring 13.4 die Kühlkanäle 12.1 mit 12.2, 12.3 mit 12.4 bis 12.n/2-1 mit 12.n fortlaufend in Reihe verbunden. Die Ausbuchtung 14, in die die Kühlkanäle 12.n/2 und 12.n/2+1 münden, ist mit dem Kühlmittelablauf 6 durch das Lagerschild 13.2 oder den Lagerschildkühlring 13.6 hindurch verbunden. Dies hat den Vorteil das Zu- und Abführung zwar auf einer Lagerschildseite (kann auch als Lagerschildkühlring mit Lagerschilddeckel ausgeführt sein) aber räumlich getrennt, wodurch ein besserer Anschluss für die Kühlmittelschläuche möglich ist, ausgeführt werden kann.

In einer speziellen anderen Ausbildung ist in jedem Lagerschild 3.1.1 und 3.2.1 oder einem Lagerschildkühlringe 3.1.4 und 3.2.6 mit daran angeordneten Lagerschilddeckeln 3.1.3.und 3.2.5, jeweils ein Ringkanal 7.1 und 7.2 so angeordnet, dass der Ringkanal 7.1 alle Kühlkanaleingangsöffnungen 8.1.1 und der Ringkanal 7.2 alle Kühlkanalausgangsöffnungen 8.2.1 der Kühlrohre 2.1 bis 2.n untereinander verbindet und in einem Lagerschild 3.1.1 oder einem Lagerschildkühlring 3.1.4 ein Kühlmittelzulauf 5 und in dem anderen Lagerschild 3.2.1 oder Lagerschildkühlring 3.2.6 mindestens ein Kühlmittelablauf 6 angeordnet ist. Zu- und Ablauf können auch genau anders herum angeordnet werden. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass über den gesamten Umfang verteilt am Lagerschild 3.1.1 oder am Lagerschildkühlring 3.1.4 in alle Kühlkanalöffnungen gleichtemperiertes Kühlmittel zugeführt wird. Ordne ich mehrere Kühlmittelzuläufe 5 am Lagerschild 3.1.1 oder am Lagerschildkühlring 3.1.4 an und entsprechend mehrere Kühlmittelabläufe 6 am Lagerschild 3.2.1 oder am Lagerschildkühlring 3.2.6 an, kann ich einen sehr großen Kühlmitteldurchfluss erzielen und eine optimale Wärmeabführung auch sehr großer Wärmemengen erreichen. Gleiches ist erreichbar, wenn ich die beiden Ringkanäle 7.1, 7.2 und auch einen Zu- und Ablauf volumenmäßig größer dimensioniere. Diese Ausführungen sind nicht in einer Zeichnung dargestellt. Hier wird jeweils eine Durchgangskühlung des gegossenen Ständergehäuses realisiert.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn in einer besonders aufgebauten flüssigkeitsgekühlten elektrische Maschine mit Gussgehäuse an beiden speziellen Lagerschilden 3.1.2 und 3.2.2 oder den Lagerschildkühlringen 3.1.4 und 3.2.6 mit daran angeordneten Lagerschilddeckeln 3.1.3 und 3.2.5 jeweils mindestens ein Kühlmittelzulauf 5 und mindestens ein Kühlmittelablauf 6 angeordnet sind. Sie sind mit speziell geformten Ausbuchtungen 4.2 verbunden, oder münden in je in einen unterschiedlichen Ringkanal. Die speziell geformten Ausbuchtungen 4.2 verbinden z. B. halbbogenförmig oder über Stichkanäle jeweils mindestens zwei nicht unmittelbar benachbarte Kühlkanalöffnungen 8.1. Es sind hier in beiden speziellen Lagerschilden 3.1.2 und 3.2.2 bzw. in den Lagerschildkühlringen 3.1.4 und 3.2.6, jeweils zwei Ringkanäle 7.1.2 und 7.2.2 so angeordnet, dass jeweils alle Kühlkanaleingangsöffnungen 8.1 abwechselnd mit einem der Ringkanäle 7.1.2 und 7.2.2 und jeweils alle Kühlkanalausgangsöffnungen 8.2 der anderen Lagerschildseite auch abwechselnd über je einem Ringkanal untereinander verbunden sind. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass ich eine Gegenstromkühlung im gegossenen Ständergehäuse realisieren kann und sich eine völlig gleichmäßige Temperaturverteilung im gesamten Ständer auch von beiden Seiten her einstellen kann. Auch diese Ausführungen sind nicht in einer Zeichnung dargestellt.

In einer bevorzugten anderen Art der erfindungsgemäßen flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine mit gegossenen Ständergehäuse 21 mit auf dem Umfang eines Kreises verteilten U-förmigen Kühlkanälen 22, die in Reihe geschaltet sind, sind die rohrartigen eingegossenen Kühlkanäle 22.1 bis 22.n U-förmig ausgebildet und nur nach einer Seite eines Lagerschildes 23.1 oder eines Lagerschildkühlringes 23.4 mit daran angeordneten Lagerschilddeckel 23.3 hin offen. Die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle 22 innerhalb des gegossenen Ständergehäuses 21 sind dabei erfindungsgemäß fortlaufend in Reihe geschaltet. Die Kühlkanalzuflussöffnung 28.1 des rohrartigen Kühlkanals 22.1 ist mit einem Kühlmittelzulauf 5 durch das Lagerschild 23.1 oder den Lagerschildkühlring 23.4 hindurch verbunden. Die Kühlkanalabflussöffnung 28.2 des Kühlkanals 22.n ist durch das Lagerschild 23.1 oder den Lagerschildkühlring 23.4 hindurch mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden. Anordnung und Ausführung des Zu- und Ablaufes sind vergleichbar, wie in der Ausführung in 1 ausgebildet. Diese Ausbildung ist ebenfalls nicht in einer extra Zeichnung dargestellt.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen gegossenen Ständergehäuses 21 erreicht man, wenn der Kühlkreislauf in mindestens zwei hälftige, jeweils in Reihe geschaltete, verbundene Stränge aufgeteilt ist. Dabei sind im zugehörigen Lagerschild 23.1 oder im Lagerschildkühlring 23.4 mit daran angeordneten Lagerschilddeckel 23.3 an definierten Stellen auf dem Umfang eines Kreises verteilt, Ausbuchtungen 24 so angeordnet, dass jeweils benachbarte rohrartige, U-förmige Kühlkanäle, 22.1 mit 22.2, 22.2 mit 22.3 ... bis 22.n/2 und 22.n mit 22.n-1, 22.n-2 mit 22.n-3 bis 22.n/2+2 mit 22.n+1 untereinander fortlaufend verbunden sind und im Lagerschild 23.1 oder im Lagerschildkühlring 23.4 mindestens ein Kühlmittelzulauf 5 mit den Kühlkanaleingangsöffnungen 28.1 des Kühlkanals 22.1 und 22.n und ein Kühlmittelablauf 6 mit den radial gegenüberliegenden Kühlkanalausgangsöffnungen 22.n/2 und 22n/2+1 verbunden sind. Diese Ausführung ist konstruktiv einfach, ökonomisch herstellbar und erzielt eine sehr gute Kühlung der elektrischen Maschine für den Großteil der Einsatzfälle.

In einer weiteren speziellen Ausführung der flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine mit Gussgehäuse sind die U-förmigen Kühlkanäle 32 im gegossenen Ständergehäuse 31 radial verteilt angeordnet. Sie sind nach einer Seite eines Lagerschildes 33.1 oder eines Lagerschildkühlringes 33.4 mit daran angeordneten Lagerschilddeckel 33.3 hin offen und die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle 32.1 bis 32.n sind untereinander parallel geschaltet.

Dabei besitzen die Mittellinien der innen liegenden Kühlkanaleingangsöffnungen 38.1 einen gleichen oder nahezu gleichen Radius zur Achse der elektrischen Maschine. Die Mittellinien der außen liegenden Kühlkanalausgangsöffnungen 38.2 haben ebenfalls einen gleichen oder nahezu gleichen größeren Radius zur Mittellinie der elektrischen Maschine. Die inneren Kühlkanaleingangsöffnungen 38.1 sind untereinander mit einem ringförmigen inneren Ringkanal 37.1 in dem jeweils zugehörigen Lagerschild 33.1 oder dem eines Lagerschildkühlringes 33.4 untereinander verbunden. Dieser Ringkanal 37.1 ist durch das Lagerschild oder den Lagerschildkühlring hindurch mit mindestens einem Kühlmittelzulauf 5 verbunden. Die äußeren Kühlkanalausgangsöffnungen 38.2 sind über einen äußeren Ringkanal 37.2 mit größerem Durchmesser als der Ringkanal 37.1 im Lagerschild 33.1 oder im Lagerschildkühlring 33.4 untereinander parallel verbunden. Die Ringkanäle sind ebenfalls mit zwischengelegten Dichtungen zwischen gegossenem Ständergehäuse 31 und Lagerschild 33.1 oder Lagerschildkühlring 33.4 abgedichtet. Der äußere Ringkanal 37.2 ist durch das Lagerschild oder den Lagerschildkühlring hindurch mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden. Auch die Anordnung mehrerer Zu- und Abläufe pro Ringkanal ist ausführbar. Diese Ausbildung ist nicht in einer Zeichnung dargestellt.

Eine weitere Verbesserung der Kühlwirkung kann erreicht werden, wenn in der flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine mit Gussgehäuse und U-förmigen, rohrartigen, eingegossenen nach einer Seite eines Lagerschildes 23.1 oder eines Lagerschildkühlringes 23.4 mit daran angeordneten Lagerschilddeckel 23.3 hin offenen Kühlkanälen 22.1 bis 22.n, die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle 22.1 bis 22.n in vier oder acht oder 16 jeweils in Reihe verbundene Stränge geschaltet sind. Dabei sind an definierten Stellen im zugehörigen Lagerschild 23.1 oder im Lagerschildkühlring 23.4 auf dem Umfang eines Kreises Ausbuchtungen 24 so angeordnet, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle untereinander verbunden sind und im Lagerschild 23.1 oder im Lagerschildkühlring 23.4 zwei oder vier oder acht Kühlmittelzuläufe 5 mit entsprechenden Ausbuchtungen 24 und zwei oder vier oder acht Kühlmittelabläufe 6 mit anderen Ausbuchtungen 24 verbunden sind. Auch die Variation, dass die U-förmigen Kühlkanäle wechselseitig angeordnet sind und ein Rohr nach der N-Seite und das Nächste nach der D-Seite hin offen ist, ist für spezielle Anwendungsfälle möglich. Entsprechend der Ausführung und Anordnung der Kühlkanäle müssen dann auch auf beiden Lagerschildseiten die entsprechende Anzahl Ausbuchtungen 24 an speziellen Stellen ausgespart und Kühlmittelzuläufe 5 und Kühlmittelabläufe 6 angeordnet werden.

In einer anderen Ausbildung des Ständergehäuses sind die rohrförmigen Kühlkanäle spiralartig oder geschrägt angeordnet. Das bedeutet, sie verlaufen innerhalb des gegossenen Ständergehäuses nicht genau axial.

Weiterhin ist es möglich den Querschnitt der rohrförmigen Kühlkanäle zu verändern. So kann es für spezielle Anwendungsfälle vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt nahezu einen runden, ovalen, rechteckigen oder linsenartigen Querschnitt besitzt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der rohrförmigen in das Ständergehäuse eingegossenen Kühlkanäle ist erstmals möglich, je nach der thermischen Auslegung der elektrischen Maschine für verschiedene Einsatzfälle eine optimale Flüssigkeitskühlung in einem einfach herzustellenden Gussgehäuse zu schaffen, die eine optimale Wärmeabführung aus dem Ständergehäuse ermöglicht und zuggleich eine einfache Bauweise des Gehäuses und dessen ökonomische Herstellung realisiert. Dadurch das jeweils eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Inneren der elektrischen Maschine erreicht wird, d. h. es treten nur geringe oder keine Temperaturunterschiede an kritischen Stellen auf, kann die erfindungsgemäße Maschine thermisch höher belastet werden, was zu einer höheren Leistung führt und die Lebensdauer der gesamten elektrischen Maschine kann insgesamt erhöht werden.

Die Erfindung soll nachstehend in Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die 1 bis 3 zeigen
1 eine Ausführung eines gegossenen Ständergehäuses 1 gemäß Anspruch 1 mit durchgängig in Reihe geschalteten rohrartigen Kühlkanälen 2
2 eine Ausführung eines gegossenen Ständergehäuses 11 gemäß Anspruch 1 mit zwei hälftig geteilten Strängen von in Reihe geschalteten rohrartigen Kühlkanälen 12
3 eine Ausführung eines gegossenen Ständergehäuses 21 gemäß Anspruch 4 mit zwei hälftig geteilten Strängen von in Reihe geschalteten rohrartigen U-förmigen Kühlkanälen 22
4 eine Ausführung eines gegossenen Ständergehäuses 1 gemäß Anspruch 1 mit durchgängig in Reihe geschalteten rohrartigen Kühlkanälen 2 und geteilten Lagerschild mit Lagerschildkühlringen und Lagerschilddeckeln
5 eine Ausführung eines gegossenen Ständergehäuses 11 gemäß Anspruch 1 mit zwei hälftig geteilten Strängen von in Reihe geschalteten rohrartigen Kühlkanälen 12 und geteilten Lagerschild mit Lagerschildkühlringen und Lagerschilddeckeln
6 eine Ausführung eines gegossenen Ständergehäuses 21 gemäß Anspruch 4 mit zwei hälftig geteilten Strängen von in Reihe geschalteten rohrartigen U-förmigen Kühlkanälen 22 und geteilten Lagerschild mit Lagerschildkühlring und Lagerschilddeckel
Am gegossenen Ständergehäuse 1, dass aus Grauguss besteht, sind das Lagerschild N-Seite 3.1 und das Lagerschild D-Seite 3.2 angeordnet. Erfindungsgemäß sind im Inneren des gegossenen Ständergehäuses 1, wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere rohrartige Kühlkanäle 2 eingegossen. Diese rohrartigen Kühlkanäle bestehen aus Stahlrohr und werden vor dem Herstellen des Ständergehäuses in der Gießform so positioniert, dass die Mittellinien der rohrartigen Kühlkanalöffnungen jeweils auf mindestens einem oder nahezu auf einem Kreisring liegen. Durch die Fertigungsabweichungen während der Formherstellung und des Gießprozesses komm es hier gegebenenfalls zu geringen Abweichungen von der Idealanordnung, genau auf einem Kreisring. Das gegossene Ständergehäuse 1 wird an den Auflageflächen der Lagerschilde und in seinem Inneren, wo das Ständerblechpaket thermisch angekoppelt, montiert und befestigt wird, mechanisch bearbeitet. In den beiden Lagerschilden 3.1 und 3.2 sind Ausbuchtungen 4 die in einem Kreisring mit gleichen Radien wie die rohrartigen Kühlkanäle sich befinden, ausgearbeitet. Die Lagerschilde 3.1 und 3.2 werden vorzugsweise ebenfalls als Graugusskonstruktion hergestellt. Die Ausbuchtungen 4 können dabei bereits während des Gießprozesses oder auch nachträglich in einem gesonderten mechanischen Fräsprozess hergestellt werden. Die Größe der Ausbuchtungen wird von Durchmesser bzw. vom Querschnitt der einzelnen rohrartigen Kühlkanäle und von deren Abstand untereinander bestimmt. Sie sind so angeordnet, dass sie zwei benachbarte Kühlkanalöffnungen verbinden. Dabei sind sie flächig so groß, dass die Lageabweichungen der eingegossenen rohrartigen Kühlkanäle 2 ausgeglichen werden. Zwischen den Lagerschilden 3.1 und 3.2 und dem gegossenem Ständergehäuse 1 sind auf den Verbindungsflächen Dichtungen zwischengelegt.
Insbesondere werden O-Ringe, die die einzelnen Ausbuchtungen 4 umringen eingesetzt. Aber auch andere Abdichtungen sind möglich. Die Lagerschilde, in denen über Lager die Läufer der elektrischen Maschine gelagert ist, werden mit dem gegossenen Ständergehäuse positionsgenau verschraubt (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Die Ausbuchtungen 4 im Lagerschild 3.1 sind auf einem Kreisring so verteilt angeordnet, dass jeweils die benachbarten Kühlkanäle 2.1 mit 2.2, 2.3 mit 2.4 bis 2n-1 mit 2n untereinander fortlaufend in Reihe geschaltet sind. Am anderen Lagerschild 3.2 sind die Ausbuchtungen so angeordnet, das jeweils die Kühlkanäle 2.2 mit 2.3, 2.4 mit 2.5 bis 2n-1 fortlaufend miteinander verbunden sind. Auf der Seite des Lagerschildes 3.2 ist eine Ausbuchtung in der Mitte flüssigkeitsdicht getrennt ausgeführt, so dass die Kühlkanalzuflussöffnung 8.1 des Kühlrohrs 2.1 mit einem Kühlmittelzulauf 5 und die Kühlkanalabflussöffnung 8.2 des Kühlrohrs 2n mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden ist. Hier sind alle rohrartigen Kühlkanäle 2 fortlaufend in Reihe verbunden. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Kühlkanäle in Verbindung mit eingegossenen Kühlrohren wird ein optimales flüssigkeitsdichtes Kühlsystem geschaffen.
In einer anderen bevorzugten Ausführung gemäß 2 ist das gegossene Ständergehäuse 11 kühlmittelmäßig hälftig geteilt ausgeführt. Dabei ist erfindungsgemäß eine geradzahlige Anzahl von Kühlmittelrohren 12 eingegossen, hier zum Beispiel 48. Eine Ausbuchtung 14 ist durch das Lagerschild 13.2 hindurch mit einem Kühlmittelzulauf 5 und genau die radial gegenüberliegende Ausbuchtung 14 ist mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden.
Erfindungsgemäß ist dabei das gegossene Ständergehäuse 11 in zwei Hälften geteilt, so dass das Kühlmittel jeweils genau an einer Lagerschildseite zugeführt werden kann und am gleichen Lagerschild radial gegenüber wieder abgeführt wird. Dabei sind auf der Kühlmittelzuführseite in einer Hälfte jeweils die Kühlkanäle 12.1 mit 12.n (Zuführung des Kühlmittels), 12.2 mit 12.3, 12.4 mit 12.5 bis 12.n/2-2 mit 12.n/2-1 und am anderen Lagerschild 13.1 die Kühlkanäle 12.1 mit 12.2, 12.3 mit 12.4 bis 12.n/2-1 mit 12.n fortlaufend in Reihe verbunden. Die Ausbuchtung 14, in die die Kühlkanäle 12.n/2 und 12.n/2+1 münden, ist mit dem Kühlmittelablauf 6 durch das Lagerschild 3.2 hindurch verbunden. Dies hat den Vorteil das Zu- und Abführung des Kühlmittels zwar auf einer Lagerschildseite aber räumlich getrennt, wodurch ein besserer Anschluss für die Kühlmittelschläuche möglich ist, ausgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass hier im Inneren der elektrischen Maschine gegenüber der Ausführung gemäß 1 eine gleichmäßigere und zudem symmetrische Wärmeverteilung während des Betriebes erreicht wird. Die elektrische Maschine wird zudem besser gekühlt, da die Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit erhöht durchfließen kann.
In 3 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen gegossenen Ständergehäuses 21 mit auf dem Umfang eines Kreises verteilten rohrartigen, U-förmigen Kühlkanälen 22 gezeigt. Die rohrartigen eingegossenen Kühlkanäle 22.1 bis 22.n sind U-förmig ausgebildet und damit nur nach einer Seite des Lagerschildes 23.1 hin offen. Der Kühlkreislauf ist hier, wie in Beispiel 2, in zwei hälftige verbundene Stränge aufgeteilt. Die rohrartigen, U-förmigen Kühlkanäle 22, hier insgesamt 24 Stück, sind jeweils innerhalb der beiden Stränge erfindungsgemäß fortlaufend in Reihe geschaltet. Die beiden Stränge wiederum sind parallel geschaltet. Dabei sind im zugehörigen Lagerschild 23.1 an definierten Stellen auf dem Umfang eines Kreises verteilt, die erfindungsgemäßen Ausbuchtungen 24 so angeordnet, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle, 22.1 mit 22.2, 22.2 mit 22.3 ... bis 22.n/2 und 22.n mit 22.n-1, 22.n-2 mit 22.n-3 bis 22.n/2+2 mit 22.n+1 untereinander fortlaufend verbunden sind. Im Lagerschild 23.1 ist an einer Stelle eine Ausbuchtung 24 durch das Lagerschild 23.1 hindurch mit dem Kühlmittelzulauf 5 verbunden und so positioniert, dass die Kühlkanaleingangsöffnungen 28.1 des Kühlkanals 22.1 und 22.n verbunden sind. Der Kühlmittelablauf 6 ist so angeordnet, dass er mit den radial gegenüberliegenden Kühlkanalausgangsöffnungen 22.n/2 und 22n/2+1 verbunden ist. Diese Ausführung ist konstruktiv einfach und ökonomisch herstellbar, da nur ein Lagerschild 23.1 mit den erfindungsgemäßen Ausbuchtungen 24 herstellen muss. Das andere Lagerschild hat nur die Aufgabe den Läufer zu lagern. Mit dieser Ausführung wird ebenfalls eine gleichmäßig symmetrische Wärmeverteilung und intensive Kühlung der elektrischen Maschine für den Großteil der Einsatzfälle erreicht.
Weiterhin sollen Ausführungen beschrieben werden, in denen die erfindungsgemäßen Lagerschilde aus zwei oder auch mehreren Einzelteilen bestehen können. Dies hat z. B. fertigungstechnisch bedingt einige Vorteile bei der Herstellung der Einzelteile dieser Lagerschilde. 4 zeigt ein gegossenes Ständergehäuse 1, dass gleichfalls aus Grauguss besteht: Daran sind die in zwei Einzelteile geteilten Lagerschilde für die N- und die D-Seite jeweils außen angeordnet. Sie bestehen jeweils aus den Lagerschildkühlringen 3.4 und 3.6 zur Kühlmittelführung und daran anordenbaren Lagerschilddeckeln 3.3 und 3.5. solcherart Lagerschilddeckel sind an sich aus dem Elektromaschinenbau bekannt. Direkt am Ständergehäuse sind in definierter Lage auf der N-Seite der Lagerschildkühlring N-Seite 3.4 und der D-Seite der Lagerschildkühlring D-Seite 3.6 angeordnet. Erfindungsgemäß sind im Inneren des gegossenen Ständergehäuses 1, wie an sich auch aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere rohrartige Kühlkanäle 2 eingegossen. Diese rohrartigen Kühlkanäle bestehen aus Stahlrohr und werden vor dem Herstellen des Ständergehäuses in der Gießform so positioniert, dass die Mittellinien der rohrartigen Kühlkanalöffnungen jeweils auf mindestens einem oder nahezu auf einem Kreisring liegen. Durch die Fertigungsabweichungen während der Formherstellung und des Gießprozesses komm es hier gegebenenfalls zu geringen Abweichungen von der Idealanordnung, die theoretisch genau auf einem Kreisring liegen würde. Das gegossene Ständergehäuse 1 wird an den Auflageflächen der Lagerschilde und ebenfalls in seinem Inneren mechanisch bearbeitet. Im Inneren ist das Ständerblechpaket so befestigt, dass es thermisch gut mit dem Ständergehäuse angekoppelt ist. In den beiden Lagerschildkühlringen 3.4 und 3.6 sind Ausbuchtungen 4 so fertigungstechnisch ausgebildet, dass sie auf einem Kreisring mit gleichen Radien, wie die rohrartigen Kühlkanäle des Ständerblechpaketes 1, liegen. Die Lagerschildkühlringe 3.4 und 3.6 werden vorzugsweise ebenfalls als Graugusskonstruktion hergestellt. Die Ausbuchtungen 4 können dabei bereits während des Gießprozesses oder auch nachträglich in einem gesonderten mechanischen Fräsprozess hergestellt werden. Die Größe der Ausbuchtungen 4 wird von Durchmesser bzw. vom Querschnitt der einzelnen rohrartigen Kühlkanäle und von deren Abstand untereinander bestimmt. Sie sind so angeordnet und dimensioniert, dass sie jeweils zwei benachbarte Kühlkanalöffnungen der rohrartigen Kühlkanäle 2 verbinden. Dabei sind sie flächig so groß ausgebildet, dass die Lageabweichungen der eingegossenen rohrartigen Kühlkanäle 2 ausgeglichen werden. Zwischen den Lagerschildkühlringen 3.4 und 3.6 und dem gegossenem Ständergehäuse 1 sind auf den Verbindungsflächen Dichtungen zwischengelegt. Insbesondere werden O-Ringe, die die einzelnen Ausbuchtungen 4 umringen, eingesetzt. Aber auch andere Abdichtungen sind möglich. Außen sind an den Seiten der Lagerschilddeckel N-Seite 3.3 und der Lagerschilddeckel D-Seite 3.5 mit dem gegossenen Ständergehäuse 1 (in den Zeichnungen nicht dargestellt) positionsgenau verschraubt. Diese können baugleich ausgebildet sein. Durch diese geteilte Ausführung der Lagerschilde in Lagerschildkühlringe und Lagerschilddeckel ist ein genaueres Ausrichten der Einzelteile zueinander möglich, was Fertigungszeit bei der Montage der elektrischen Maschine einspart. Im Reparaturfall erfolgt kein Auftrennen des Kühlmittelkreislaufes, was ebenfalls zu erheblichen Zeiteinsparungen führen kann. In den Lagerschilddeckeln ist über angeordnete Lager der Läufer der elektrischen Maschine befestigt und gelagert. Die Ausbuchtungen 4 im Lagerschildkühlring N-Seite 3.4 sind auf einem Kreisring so verteilt angeordnet, dass jeweils die benachbarten Kühlkanäle 2.1 mit 2.2, 2.3 mit 2.4 bis 2n-1 mit 2n untereinander fortlaufend in Reihe geschaltet sind. Am anderen Lagerschildkühlring D-Seite 3.6 sind die Ausbuchtungen 4 so angeordnet, das jeweils die Kühlkanäle 2.2 mit 2.3, 2.4 mit 2.5 bis 2n-1 fortlaufend miteinander verbunden sind. Auf der Seite des Lagerschildes D-Seite (Lagerschildkühlring 3.6 und daran angeordnet Lagerschilddeckel 3.5) ist eine Ausbuchtung in der Mitte flüssigkeitsdicht getrennt ausgeführt, so dass die Kühlkanalzuflussöffnung 8.1 des Kühlrohrs 2.1 mit einem Kühlmittelzulauf 5 und die Kühlkanalabflussöffnung 8.2 des Kühlrohrs 2n mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden ist. Hier sind alle rohrartigen Kühlkanäle 2 fortlaufend in Reihe verbunden. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Kühlkanäle in Verbindung mit eingegossenen Kühlrohren wird ein optimales flüssigkeitsdichtes Kühlsystem geschaffen.
In einer anderen bevorzugten Ausführung gemäß 5 ist das gegossene Ständergehäuse 11 kühlmittelmäßig hälftig geteilt ausgeführt. Dabei ist erfindungsgemäß eine geradzahlige Anzahl von Kühlmittelrohren 12 eingegossen, hier zum Beispiel 48. Eine Ausbuchtung 14 ist durch den Lagerschildkühlring D-Seite 13.6 an dem außen der Lagerschilddeckel 13.5 angeordnet ist hindurch mit einem Kühlmittelzulauf 5 und genau die radial gegenüberliegende Ausbuchtung 14 des gleichen Lagerschildkühlringes D-Seite 13.6 ist mit einem Kühlmittelablauf 6 verbunden. Erfindungsgemäß ist dabei das gegossene Ständergehäuse 11 in zwei Hälften geteilt, so dass das Kühlmittel jeweils genau an einer Lagerschildseite zugeführt werden kann und am gleichen Lagerschild bzw. hier Lagerschildring radial gegenüber wieder abgeführt wird. Dabei sind auf der Kühlmittelzuführseite in einer Hälfte jeweils die Kühlkanäle 12.1 mit 12.n (Zuführung des Kühlmittels), 12.2 mit 12.3, 12.4 mit 12.5 bis 12.n/2-2 mit 12.n/2-1 und am anderen Lagerschildkühlring N-Seite 13.4 die Kühlkanäle 12.1 mit 12.2, 12.3 mit 12.4 bis 12.n/2-1 mit 12.n fortlaufend in Reihe verbunden. Die Ausbuchtung 14, in die die Kühlkanäle 12.n/2 und 12.n/2+1 münden, ist mit dem Kühlmittelablauf 6 durch den Lagerschildkühlring D-Seite 13.6 hindurch verbunden. Dies hat den Vorteil das Zu- und Abführung des Kühlmittels zwar auf einer Lagerschildseite aber räumlich getrennt, wodurch ein besserer Anschluss für die Kühlmittelschläuche möglich ist, ausgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass hier im Inneren der elektrischen Maschine gegenüber der Ausführung gemäß 4 eine gleichmäßigere und zudem symmetrische Wärmeverteilung während des Betriebes erreicht wird. Die elektrische Maschine wird zudem besser gekühlt, da die durchfließende Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit erhöht ausgeführt werden kann.
In 6 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen gegossenen Ständergehäuses 21 mit auf dem Umfang eines Kreises verteilten rohrartigen, U-förmigen Kühlkanälen 22 gezeigt. Die rohrartigen eingegossenen Kühlkanäle 22.1 bis 22.n sind U-förmig ausgebildet und damit nur nach einer Seite des Lagerschildkühlringes 23.4 an dem außen der Lagerschilddeckel 23.3 angeordnet ist, hin offen. Der Kühlkreislauf ist hier wie in Beispiel 2 in zwei hälftige verbundene Stränge aufgeteilt. Die rohrartigen, U-förmigen Kühlkanäle 22, hier insgesamt 24 Stück, sind jeweils innerhalb der beiden Stränge erfindungsgemäß fortlaufend in Reihe geschaltet. Die beiden Stränge wiederum sind parallel geschaltet. Dabei sind im zugehörigen Lagerschildkühlring 23.4 an definierten Stellen auf dem Umfang eines Kreises verteilt, die erfindungsgemäßen Ausbuchtungen 24 so angeordnet, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle, 22.1 mit 22.2, 22.2 mit 22.3 ... bis 22.n/2 und 22.n mit 22.n-1, 22.n-2 mit 22.n-3 bis 22.n/2+2 mit 22.n+1 untereinander fortlaufend verbunden sind. Im Lagerschildkühlring 23.4 ist an einer Stelle eine Ausbuchtung 24 durch den Lagerschildkühlring 23.4 hindurch mit dem Kühlmittelzulauf 5 verbunden und so positioniert, dass die Kühlkanaleingangsöffnungen 28.1 des Kühlkanals 22.1 und 22.n verbunden sind. Der Kühlmittelablauf 6 ist so angeordnet, dass er mit den radial gegenüberliegenden Kühlkanalausgangsöffnungen 22.n/2 und 22n/2+1 verbunden ist. Diese Ausführung ist konstruktiv einfach und ökonomisch herstellbar, da nur ein Lagerschild anzuordnen ist. Dieses besteht aus dem Lagerschildkühlring 23.4, mit den erfindungsgemäßen Ausbuchtungen 24 und den daran außen angeordneten Lagerschilddeckel 23.3. Das andere Lagerschild hat nur die Aufgabe den Läufer zu lagern und ist konstruktiv einfach herstellbar, bzw. kann direkt beim Gießen des Ständergehäuses in einem Stück mit hergestellt werden. Mit dieser Ausführung wird ebenfalls eine gleichmäßig symmetrische Wärmeverteilung und intensive Kühlung der elektrischen Maschine für den Großteil der Einsatzfälle erreicht.

1: gegossenes Ständergehäuse
2: rohrartige Kühlkanäle
2.1: rohrartiger Kühlkanal
2.2: rohrartiger Kühlkanal
2.n: rohrartiger Kühlkanal
3.1: Lagerschild N-Seite
3.2: Lagerschild D-Seite
3.3: Lagerschilddeckel N-Seite
3.4: Lagerschildkühlring N-Seite
3.5: Lagerschilddeckel D-Seite
3.6: Lagerschildkühlring D-Seite
4: Ausbuchtung
5: Kühlmittelzulauf
6: Kühlmittelablauf
8.1: Kühlkanalzuflussöffnung
8.2: Kühlkanalabflussöffnung
11: gegossenes Ständergehäuse
12: rohrartige Kühlkanäle
12.1: rohrartiger Kühlkanal
12.n: rohrartiger Kühlkanal
13.1: Lagerschild N-Seite
13.2: Lagerschild D-Seite
13.3: Lagerschilddeckel N-Seite
13.4: Lagerschildkühlring N-Seite
13.5: Lagerschilddeckel D-Seite
13.6: Lagerschildkühlring D-Seite
14: Ausbuchtung zur Verbindung nicht nebeneinander liegender Kühlkanäle
17.1: Ringkanal
17.2: Ringkanal
18.1: Kühlkanaleingangsöffnungen
18.2: Kühlkanalausgangsöffnungen
21: gegossenes Ständergehäuse mit auf dem Umfang eines Kreises verteilten U-förmigen
: Kühlkanälen in Reihe geschaltet
22: U-förmige rohrartige Kühlkanäle
22.1: U-förmiger rohrartiger Kühlkanal
22.n: U-förmiger rohrartiger Kühlkanal
23.1: Lagerschild N-Seite
23.2: Lagerschild D-Seite
23.3: Lagerschilddeckel N-Seite
23.4: Lagerschildkühlring N-Seite
24: angepasste Ausbuchtungen
28.1: Kühlkanalzuflussöffnung
28.2: Kühlkanalabflussöffnung
31: gegossenes Ständergehäuse mit radial nach außen gerichteten U-förmigen
: Kühlkanälen parallel geschaltet
32: U-förmige rohrartige Kühlkanäle
32.1: U-förmiger rohrartiger Kühlkanal
32.n: U-förmiger rohrartiger Kühlkanal
33.1: Lagerschild N-Seite
33.2: Lagerschild D-Seite
33.3: Lagerschilddeckel N-Seite
33.4: Lagerschildkühlring N-Seite
33.5: Lagerschilddeckel D-Seite
33.6: Lagerschildkühlring D-Seite
34: angepasste Ausbuchtungen
37.1: innerer Ringkanal
37.2: äußerer Ringkanal
38.1: Kühlmitteleingangsöffnung
38.2: Kühlmittelausgangsöffnung

Claims

Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse und Lagerschilden mit Dichtung, insbesondere mit Graugussgehäuse, darin angeordneten Ständerblechpaket mit Wicklung und Läufer, dadurch gekennzeichnet, dass das Ständergehäuse (1) als Gussgehäuse ausgeführt ist, im Inneren des Ständergehäuses (1) mehrere rohrartige Kühlkanäle (2) eingegossen sind, die Mittellinien der Kühlkanalöffnungen jeweils auf mindestens einem oder nahezu auf einem Kreisring liegen, in einem Lagerschild (3.1) oder einem Lagerschildkühlring (3.4) mit daran angeordneten Lagerschilddeckel (3.3) Ausbuchtungen (4) so angeordnet sind, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle untereinander fortlaufend in Reihe geschaltet sind, das andere Lagerschild (3.2) oder der andere Lagerschildkühlring (3.6) mit daran angeordneten Lagerschilddeckel (3.5) an mindestens einer Ausbuchtung (4) mit einem Kühlmitelzulauf (5) und einer Ausbuchtung (4) mit mindestens einem Kühlmittelablauf (6) verbunden sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagerschildern (13.1, 13.2) oder den Lagerschildkühlringen (13.4 und 13.6) mit daran angeordneten Lagerschilddeckeln (13.3 und 13.5), jeweils ein Ringkanal (17) so angeordnet ist, dass er alle Kühlkanalöffnungen (18) verbindet, in einem Lagerschild (13.1) oder einem Lagerschildkühlring (13.4) mindestens ein Kühlmitelzulauf (5) und in dem anderen Lagerschild (13.2) oder Lagerschildkühlring (13.6) mindestens ein Kühlmittelablauf (6) angeordnet ist.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Lagerschilden (3.1.2 und 3.2.2) oder an den beiden Lagerschildkühlringen (3.1.4 und 3.2.6) mit daran angeordneten Lagerschilddeckeln (3.1.3. und 3.2.5) jeweils mindestens ein Kühlmittelzulauf (5) und mindestens ein Kühlmittelablauf (6) angeordnet sind, die mit speziell geformten Ausbuchtungen (4.2) verbunden sind, wobei die Ausbuchtungen (4.2) so ausgebildet sind, dass sie jeweils mindestens zwei nicht unmittelbar benachbarte Kühlkanalöffnungen (8.1) verbinden, in beiden Lagerschilden (3.1.2 und 3.2.2) oder Lagerschildkühlringen (3.1.4 und 3.2.6) jeweils zwei Ringkanäle (7.1.2 und 7.2.2) so angeordnet sind, dass jeweils alle Kühlkanaleingangsöffnungen (8.1) abwechselnd mit einem der Ringkanäle (7.1.2 und 7.2.2) und jeweils alle Kühlkanalausgangsöffnungen (8.2) der anderen Lagerschildseite auch abwechselnd über je einem Ringkanal untereinander verbunden sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen eingegossenen Kühlkanäle (22.1 bis 22.n) U-förmig ausgebildet sind und nach einer Seite eines Lagerschildes (23.1) oder eines Lagerschildkühlringes (23.4) mit daran angeordneten Lagerschilddeckel (23.3) hin offen sind, die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle (22.1 bis 22.n) in Reihe geschaltet sind, wobei im zugehörigen Lagerschild (23.1) oder Lagerschildkühlring (23.4) an definierten Stellen auf dem Umfang eines Kreises Ausbuchtungen (24) so angeordnet sind, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle untereinander verbunden sind und im Lagerschild (23.1) oder Lagerschildkühlring (23.4) mindestens ein Kühlmittelzulauf (5) mit einer Kühlkanalzuflussöffnung (28.1) und ein Kühlmittelablauf (6) mit einer daneben angeordneten Kühlkanalabflussöffnung (28.2) verbunden sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen eingegossenen Kühlkanäle (22.1 bis 22.n) U-förmig ausgebildet sind und nach einer Seite eines Lagerschildes (23.1) oder eines Lagerschildkühlringes (23.4) mit daran angeordneten Lagerschilddeckel (23.3) hin offen sind, die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle (22.1 bis 22.n) in mindestens zwei hälftige jeweils in Reihe verbundene Stränge geschaltet sind, wobei im zugehörigen Lagerschild (23.1) oder Lagerschildkühlring (23.4) an definierten Stellen auf dem Umfang eines Kreises Ausbuchtungen (24) so angeordnet sind, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle untereinander verbunden sind und im Lagerschild (23.1) oder Lagerschildkühlring (23.4) mindestens ein Kühlmittelzulauf (5) mit einer Ausbuchtung (24) und ein Kühlmittelablauf (6) mit einer radial gegenüber liegenden anderen Ausbuchtung (24) verbunden sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Kühlkanäle (32.1 bis 32.n) im Ständergehäuse (31) radial verteilt angeordnet sind, und nach einer Seite eines Lagerschildes (33.1) oder eines Lagerschildkühlringes (33.4) mit daran angeordneten Lagerschilddeckel (33.3) hin offen sind, die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle (32.1 bis 32.n) parallel geschaltet sind, wobei die Mittellinien der innen liegenden Kühlkanaleingangsöffnungen (38.1) einen gleichen oder nahezu gleichen Radius, und die Mittellinien der außen liegenden Kühlkanalausgangsöffnungen (38.2) einen gleichen oder nahezu gleichen größeren Radius zur Mittellinie der elektrischen Maschine besitzen, die inneren Kühlkanaleingangsöffnungen (38.1) mit einem ringförmigen inneren Ringkanal (37.1) in dem jeweils zugehörigen Lagerschild (33.1) oder dem Lagerschildring (33.4) der mindestens einen Kühlmittelzulauf (5) besitzt und die äußeren Kühlkanalausgangsöffnungen (38.2) mit einem äußeren Ringkanal (37.2) im Lagerschild (33.1) oder im Lagerschildkühlring (33.4), der einen Kühlmittelablauf (6) besitzt, verbunden sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen eingegossenen Kühlkanäle (22.1 bis 22.n) U-förmig ausgebildet sind und nach einer Seite eines Lagerschildes (23.1) oder eines Lagerschildkühlringes (23.4) mit daran angeordneten Lagerschilddeckel (23.3) hin offen sind, die rohrartigen U-förmigen Kühlkanäle (22.1 bis 22.n) in vier oder acht oder 16 jeweils in Reihe verbundene Stränge geschaltet sind, wobei im zugehörigen Lagerschild (23.1) oder Lagerschildkühlring (23.4) an definierten Stellen auf dem Umfang eines Kreises Ausbuchtungen (24) so angeordnet sind, dass jeweils benachbarte Kühlkanäle untereinander verbunden sind und im Lagerschild (23.1) oder im Lagerschildkühlring (23.4) zwei oder vier oder acht Kühlmittelzuläufe (5) mit entsprechenden Ausbuchtungen (24) und zwei oder vier oder acht Kühlmittelabläufe (6) mit anderen Ausbuchtungen (24) verbunden sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Kühlkanäle spiralartig angeordnet sind.
Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Kühlkanäle einen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt besitzen.