DE102012218607A1 - Gehäuse für einen Elektromotor, Elektromotor und Fahrzeug mit einem Elektromotor - Google Patents

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Abstract

Ein Gehäuse (1) für einen Elektromotor weist eine Gehäusewand (2) auf, die einen Hohlraum (15) zur Aufnahme eines Rotors umgibt, wobei das Gehäuse (1) ein erstes Ende (19) und ein zweites Ende (3) aufweist und sich Kühlkanäle (4) zur Führung eines Kühlmediums vom ersten Ende (19) zum zweiten Ende (3) in der Gehäusewand (2) parallel zu einer Längsachse (20) des Gehäuses (1) erstrecken, wobei jeweils ein Einlaufkanal (5) und ein Auslaufkanal (6) voneinander durch eine Trennwand (7) getrennt sind und wobei im Bereich des zweiten Endes (3) des Gehäuses (1) ein Umlenkpunkt U vorgesehen ist, an dem die Trennwand (7) einen Abstand zu einer Rückwand (8) des Kühlkanals (4) aufweist und somit einen Umlenkkanal (9) bildet, der den Einlaufkanal (5) mit dem Auslaufkanal (6) verbindet, wobei die Trennwand (7) eine Dicke Dt aufweist, für die Dt ≤ 0,5·Wk gilt, wobei Wk die lichte Weite des Einlaufkanals (5) bzw. des Auslaufkanals (6) bezeichnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Elektromotor, insbesondere für einen Innenläufermotor. Sie betrifft weiter einen Elektromotor mit einem solchen Gehäuse und ein Fahrzeug mit einem Elektromotor.
  • Aus der DE 100 05 128 A1 ist ein kühlbarer Ständer eines Elektromotors bekannt, der eine Anzahl von Kühlkanälen zur Abführung der im Betrieb entstehenden Wärme aufweist.
  • Derartige Elektromotoren werden heutzutage beispielsweise in Hybridfahrzeugen, aber auch in stationären Maschinen eingesetzt. Die an sie gestellten Anforderungen wachsen, ebenso die durch sie bereitgestellten Leistungen. Dies erfordert leistungsfähige Kühlkonzepte.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bestehende Kühlkonzepte für Elektromotoren zu verbessern, so dass die im Betrieb entstehende Wärme effektiv abgeführt werden kann.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuse für einen Elektromotor bereitgestellt, das eine Gehäusewand aufweist, die einen Hohlraum zur Aufnahme eines Rotors umgibt. Das Gehäuse weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Kühlkanäle zur Führung eines Kühlmediums erstrecken sich vom ersten Ende zum zweiten Ende in der Gehäusewand parallel zu einer Längsachse des Gehäuses. Jeweils ein Einlaufkanal und ein Auslaufkanal sind voneinander durch eine Trennwand getrennt. Im Bereich des zweiten Endes des Gehäuses ist ein Umlenkpunkt vorgesehen, an dem die Trennwand einen Abstand zu einer Rückwand des Kühlkanals aufweist und somit einen Umlenkkanal bildet, der den Einlaufkanal mit dem Auslaufkanal verbindet, wobei die Trennwand eine Dicke Dt aufweist, für die Dt ≤ 0,5·Wk gilt, wobei Wk die lichte Weite des Einlauf- bzw. Auslaufkanals bezeichnet. In einer Ausführungsform wird die Dicke der Trennwand sogar so gewählt, dass Dt ≤ 0,2·Wk gilt.
  • Dabei kann das Gehäuse entweder bereits als Stator ausgebildet sein oder in seinem Hohlraum nicht nur den Rotor, sondern auch den Stator eines Elektromotors aufnehmen. Der Hohlraum ist typischerweise im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, während die Außenkontur des Gehäuses im Querschnitt auch quadratisch sein kann.
  • Die Trennwand zwischen Einlaufkanal und Auslaufkanal ist im Verhältnis zur lichten Weite des Einlaufkanals und des Auslaufkanals dünn ausgebildet. Die Dicke der Trennwand definiert die Länge des Umlenkkanals. Durch den sehr kurzen Umlenkkanal wird erreicht, dass die Umlenkung der Kühlströmung auf engem Raum erfolgt. Das hat zur Folge, dass die Strömung bei der Umlenkung stark beschleunigt wird und sehr hohe Geschwindigkeitsgradienten auftreten. Dadurch kommt es zu einem erhöhten Anteil von Turbulenzen in der Strömung. Diese verbessern den Wärmeübergang gegenüber einer laminaren Strömung.
  • Im Umlenkkanal und im Auslaufkanal werden die Kanalwände durch die Prallkühlung der auftreffenden Strömung zusätzlich gekühlt, so dass die Umlenkung einen um ein Mehrfaches höheren mittleren Wärmeübergang erzielt als ein glatter oder sanft umgelenkter Kanal.
  • Die Einlaufkanäle und die Auslaufkanäle können auch aus Gruppen von Einzelkanälen bestehen. Beispielsweise kann der Einlaufkanal aus später diskutierten Gründen mehrere Einzelkanäle umfassen, die jedoch in einen gemeinsamen Auslaufkanal umgelenkt werden. Auch in diesem Fall ist eine dünne Trennwand vorgesehen, auf deren einer Seite der Auslaufkanal verläuft, während auf ihrer anderen Seite die den Einlaufkanal bildenden Einzelkanäle nebeneinander angeordnet sind.
  • Durch die bei der Umlenkung stark beschleunigte Strömung wird ein Druckverlust bewirkt, der unter Umständen einen großen Anteil des gesamten Druckverlustes im Kühlsystem betragen kann.
  • Um den Druckverlust gering zu halten, weist der Umlenkkanal im Bereich des Umlenkpunktes eine lichte Weite Wu auf, für die gilt: Wk ≤ Wu ≤ 1,5·Wk.
  • Die lichte Weite Wu des Umlenkkanals ist dabei definiert durch den Abstand zwischen dem Ende der Trennwand und der Rückwand des Kühlkanals. Wie sich herausgestellt hat, wird der Wärmeübergang durch eine Variation von Wu nur geringfügig beeinflusst. Auf den Druckverlust hat eine solche Variation jedoch einen erheblichen Einfluss. Der Druckverlust weist ein deutliches Minimum auf bei Werten von Wk ≤ Wu ≤ 1,5·Wk, insbesondere bei Wk ≤ Wu ≤ 1,25·Wk. Für einen derartig ausgelegten Kühlkanal ergibt sich somit eine besonders effiziente Umlenkung mit einem hohen Wärmeübergang bei möglichst geringem Druckverlust.
  • Das zweite Ende des Gehäuses, an dem die Umlenkung stattfindet, ist insbesondere das getriebeseitige Ende, sofern ein Getriebe vorgesehen ist.
  • In einer Ausführungsform weist das Gehäuse einen den Hohlraum umgebenden Gehäusemantel sowie zumindest einen das Gehäuse am ersten oder am zweiten Ende abschließenden Lagerschild auf, wobei der Umlenkkanal im Gehäusemantel gebildet ist. Der Kühlmittelstrom wird demnach nicht in den Lagerschild geführt, sondern vorher umgelenkt. Das hat zur Folge, dass im Lagerschild selbst keine Kühlkanäle ausgebildet sein müssen. Die Herstellung vereinfacht sich somit.
  • In einer alternativen Ausführungsform weist das Gehäuse einen den Hohlraum umgebenden Gehäusemantel sowie zumindest einen das Gehäuse am ersten oder am zweiten Ende abschließenden Lagerschild auf, wobei der Umlenkkanal im Lagerschild gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform sind somit Kühlkanäle, insbesondere auch die Umlenkkanäle, innerhalb des Lagerschilds bzw. der Lagerschilde vorgesehen. Das hat den Vorteil, dass der Gehäusemantel besonders einfach und ohne mechanische Nacharbeit für ein Zurücksetzen der jeweiligen Trennwände durch Stranggießen hergestellt werden kann. Zudem wird der Lagerschild selbst auch gekühlt.
  • Beide Möglichkeiten können auch kombiniert werden, indem beispielsweise einer von zwei Lagerschilden gekühlt wird, der andere jedoch nicht.
  • In einer Ausführungsform weist die Oberfläche zumindest des Einlaufkanals eine mittlere Rautiefe Rz von mehr als 25 Mikrometern auf. Insbesondere kann für die mittlere Rautiefe Rz 63µm ≤ Rz ≤ 250 µm gelten. Die Oberfläche des Einlaufkanals ist somit aufgeraut, beispielsweise durch Sandstrahlen, Schmirgeln, Ätzen oder raue Oberflächen der Gießform bei einer Herstellung durch Druckguss. Das Aufrauen verbessert den Wärmeübergang. Insbesondere, wenn Rauigkeiten so groß sind, dass ihre Höhe die Dicke der Prandtl-Grenzschicht übersteigt, wenn sie also durch die Prandtl-Grenzschicht „hindurchreichen“, begünstigen sie das Entstehen nichtlaminarer Anteile in der Strömung und erhöhen somit den Wärmeübergang.
  • In einer Ausführungsform weist der Einlaufkanal einen runden Querschnitt auf und in den Einlaufkanal ist ein Spiralelement eingebracht. Bei dieser Ausführungsform werden Turbulenzen, die zu einem hohen Wärmeübergang führen, durch das eingebrachte Spiralelement erzeugt. Das Spiralelement kann beispielsweise eine eingefräste Spiralnut oder eine in den Einlaufkanal eingelegte Spiralfeder sein. Dazu kann der Einlaufkanal auch durch einer Anzahl nebeneinanderliegender Einzelkanäle gebildet sein, deren Querschnitt rund ist.
  • Alternativ kann der Einlaufkanal auch Rippeinsätze aufweisen. Derartige Rippeinsätze, die durch Längsverbindungen miteinander verbundene Querrippen aufweisen können, können separat hergestellt und im Einlaufkanal verstemmt werden. Die Höhe, die Form und der Abstand der Rippen voneinander werden so gewählt, dass eine optimale Erhöhung des Wärmeübergangs erzielt wird.
  • In einer Ausführungsform sind die Rippeinsätze aus Kunststoff ausgebildet. Derartige Rippeinsätze lassen sich besonders einfach und kostengünstig durch Extrusionsverfahren oder Spritzguss herstellen.
  • Wenn der Bedarf besteht, können die Rippeinsätze aus einem Kunststoff mit die Wärmeleitfähigkeit erhöhenden Additiven ausgebildet sein. Als Additive können sowohl elektrisch leitende als auch elektrisch isolierende Stoffe verwendet werden, beispielsweise Metalle, Keramiken oder Mineralien.
  • Auch der Auslaufkanal kann aufgeraut sein, Spiralelemente und/oder Rippeinsätze aufweisen. Da aber vor allem im Einlaufkanal Wert auf einen hohen Wärmeübergang gelegt wird, wenn er als hohlraumnaher Kanal ausgebildet ist, kann die Strömung im Auslaufkanal auch laminar sein und es kann auf zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung des Wärmeübergangs im Auslaufkanal unter Umständen verzichtet werden.
  • In einer Ausführungsform ist das Gehäuse im Querschnitt im Wesentlichen quadratisch ausgebildet und die Kühlkanäle sind in den Ecken des Quadrats angeordnet. Derartige Gehäuse lassen sich beispielsweise mittels Druckguss oder Stranggießen ökonomisch herstellen. In den Ecken ist ausreichend Platz für die Unterbringung der Kühlkanäle vorhanden, so dass die Kühlung umgesetzt werden kann, ohne dass sich der Durchmesser des Gehäuses erhöht.
  • In einer Ausführungsform ist der Einlaufkanal zwischen dem Auslaufkanal und dem Hohlraum angeordnet. Diese Anordnung lässt sich auch bei Gehäusen mit quadratischem Querschnitt umsetzen, bei denen die Kühlkanäle in den Ecken des Quadrats angeordnet sind. Sie hat den Vorteil, dass der Einlaufkanal so nah wie möglich an der Wärmequelle angeordnet ist, so dass die Wärmeabfuhr sehr effizient ist.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Elektromotor mit dem beschriebenen Gehäuse angegeben. Innerhalb des Gehäuses ist der Rotor des Elektromotors aufgenommen, der Stator kann als Teil des Gehäuses realisiert sein.
  • Der Elektromotor weist eine effektive Kühlung auf und ist somit sehr leistungsfähig. Er ist beispielsweise zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektro- und Hybridfahrzeugen als Antriebsmotor geeignet.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Kühlkanal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil eines Kühlkanals gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Gehäuse für einen Elektromotor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Gehäuses gemäß 3;
  • 5 zeigt einen Ausschnitt aus der Ansicht gemäß 4;
  • 6a zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Gehäuse für einen Elektromotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6b zeigt schematisch ein Detail der Ausführungsform gemäß 6a;
  • 7 zeigt schematisch ein Gehäuse für einen Elektromotor gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rippeinsatzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 zeigt schematisch den Rippeinsatz in 8 eingesetzt in einen Kühlkanal;
  • 10 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rippeinsatzes gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 zeigt schematisch den Rippeinsatz in 10 eingesetzt in einen Kühlkanal;
  • 12 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rippeinsatzes gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung;
  • 13 zeigt schematisch den Rippeinsatz in 12 eingesetzt in einen Kühlkanal.
  • 1 zeigt in einer Prinzipskizze die Umlenkung eines Kühlmittelstroms in einem Kühlkanal 4 eines Gehäuses 1 für einen Elektromotor. Das Gehäuse 1 weist eine Gehäusewand 2 auf, in der eine Anzahl von Kühlkanälen 4 geführt ist.
  • Der in 1 gezeigte Kühlkanal 4 weist einen Einlaufkanal 5 auf und einen Auslaufkanal 6. Der Einlaufkanal 5 und der Auslaufkanal 6 sind voneinander durch eine Trennwand 7 getrennt. Die Trennwand 7 weist nur eine geringe Dicke Dt auf, für die Dt ≤ 0,5·Wk gilt, wobei Wk die lichte Weite des Einlaufkanals 5 bezeichnet. Die lichte Weite des Auslaufkanals 6 kann ebenfalls Wk betragen. Aus konstruktiven Gründen kann die Weite des Einlaufkanals 5 und des Auslaufkanals 6 auch variieren, Wk bezeichnet dann ihre mittlere Weite.
  • An einem ersten, nicht gezeigten Ende des Gehäuses 1 tritt das Kühlmedium in den Einlaufkanal 5 ein. Am zweiten Ende 3 des Gehäuses 1 ist eine Umlenkung des Kühlmittelstroms im Bereich eines Umlenkpunktes U vorgesehen. In diesem Bereich ist zwischen dem Einlaufkanal 5 und dem Auslaufkanal 6 ein Umlenkkanal 9 vorgesehen, dessen Länge im Prinzip durch die Dicke Dt der Trennwand 7 bestimmt wird. In dem Umlenkkanal 9 wird der Kühlmittelstrom um 180 Grad vom Einlaufkanal 5 in den Auslaufkanal 6 umgelenkt, und zwar aufgrund der geringen Länge des Umlenkkanals 9 auf sehr engem Raum. Es findet somit eine starke Beschleunigung der durch den Pfeil 10 gekennzeichneten Hauptströmung statt, die zur Ablösung von Sekundärströmungen führt, die durch die Pfeile 11 gekennzeichnet sind.
  • Zumindest im Bereich des Umlenkpunktes U weist der Kühlmittelstrom daher erhebliche turbulente Anteile auf, die sich auch in andere Bereiche des Kühlkanals 4 fortsetzen. Der Wärmeübergang ist damit erheblich höher als bei einer weitgehend laminaren Strömung.
  • 2 zeigt in einer Prinzipskizze, wie das Einbringen von Hindernissen in die Strömung im Einlaufkanal 5 für eine weitere Erhöhung des Wärmeübergangs genutzt werden kann. An der den Einlaufkanal 5 begrenzenden Gehäusewand 2 sind Rippen 12 quer zur durch den Pfeil 14 gekennzeichneten Strömungsrichtung angebracht.
  • Die Rippen 12 bewirken eine periodische Störung der laminaren Grenzschicht an den Wandoberflächen 13. An den Rippen 12 kommt es zur Ablösung von Sekundärströmungen. Dabei löst sich die Strömung direkt nach einer Rippe 12 ab und legt sich etwas weiter wieder an. Dabei kommt es beim Prallen der Strömung an der Wandoberfläche 13 zu einem sehr hohen Wärmeübergang.
  • Dieser Vorgang kann optimiert werden, indem Abmessung und Verteilung der Rippen 12 passend gewählt werden. Werden beispielsweise die Rippen 12 zu nah zusammengestellt, wenn etwa das Verhältnis aus Abstand P der Rippen 12 und ihrer Breite e kleiner als 7 wird, so können die Ablösegebiete vor und hinter den Rippen 12 zusammenwachsen. Das vermindert die Effizienz der Rippen 12. Als sehr effizient hat sich ein System aus Rippen 12 herausgestellt, bei dem 10 < P/e < 15 gilt.
  • Die Höhe H der Rippen 12 kann so gewählt werden, dass 0,05 < e/H < 0,1 gilt. Durch eine Erhöhung der Rippen 12 kann der Wärmeübergang nur begrenzt gesteigert werden. Zu hohe Rippen 12 schirmen die Strömung hinter der Rippe 12 ab und verhindern somit eine gute Durchmischung und ein Prallen der Strömung an die Wandoberfläche 13. Zur Optimierung des Wärmeübergangs kann weiter eine Neigung der Rippen 12 gegen die Wandoberfläche 13 um einen Winkel α zwischen 45 und 60 Grad gewählt werden.
  • Die Rippen 12 können scharfkantig oder abgerundet sein. Der Einfluss des Winkels α auf den Wärmeübergang ist größer als der der Form der Rippen 12.
  • Eine weitere Möglichkeit ist eine raue Gestaltung der Wandoberflächen 13 im Einlaufkanal 5 und gegebenenfalls auch im Auslaufkanal 6. Sie kann auch zusammen mit anderen Möglichkeiten zur Erhöhung des Wärmeübergangs eingesetzt werden.
  • 3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Gehäuse 1 für einen Elektromotor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Bereich des ersten Endes 19 des Gehäuses 1.
  • Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 1 im Querschnitt quadratisch und weist einen zentralen, im Querschnitt runden Hohlraum 15 zur Aufnahme des nicht gezeigten Rotors und Stators auf. Die dadurch frei bleibenden Ecken werden zur Aufnahme der Kühlkanäle 4 genutzt. Die Kühlkanäle 4 gliedern sich jeweils in einen hohlraumnahen Einlaufkanal 5 und einen hohlraumfernen Auslaufkanal 6, wobei dazwischen die Trennwand 7 liegt. Ob der hohlraumnahe oder der hohlraumferne Kühlkanal jeweils als Einlauf- oder als Auslaufkanal genutzt wird, hängt auch von der Gestaltung des Kühlsystems als Ganzes ab. Beispielsweise kann es einfacher sein, die hohlraumfernen Kühlkanäle 4 an die Einlassbohrung 16 und die Auslassbohrung 17 anzubinden. Andererseits kann es vorteilhaft sein, wie hier gezeigt die hohlraumnahen Kühlkanäle 4 als Einlaufkanäle 5 zu verwenden, weil die abzuführende Wärmemenge hier größer ist.
  • In der gezeigten Ausführungsform steht ein Einlaufkanal 5, der in 3 in der oberen rechten Ecke gezeigt ist, an einem ersten Ende 19 des Gehäuses 1 mit einer Einlassbohrung 16 in Verbindung, durch die dem System Kühlmittel zugeführt werden kann. Das Kühlmittel strömt dann zunächst durch den Einlaufkanal 5 zum nicht gezeigten zweiten Ende des Gehäuses 1, wird dort in den Auslaufkanal 6 umgelenkt und strömt zum ersten Ende 19. Dort wird es über einen Querkanal 18 in den Einlaufkanal 5 in der unteren rechten Ecke in 3 geführt und strömt wiederum zum zweiten Ende des Gehäuses 1. Derart durchfließt das Kühlmittel alle Kühlkanäle 4 des Gehäuses 1 und gelangt schließlich über eine Auslassbohrung 17 zu einem Wärmetauscher.
  • 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Gehäuses 1 gemäß 3. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass sich die Kühlkanäle 4 parallel zur Längsachse 20 des Gehäuses 1 und des Hohlraums 15 erstrecken. Die Bezugszeichen 16 und 17 kennzeichnen den Einlass und den Auslass des Kühlsystems. Ferner ist erkennbar, dass sich das Gehäuse 1 in einen Gehäusemantel 24 sowie einen ersten Lagerschild 22 im Bereich des ersten Endes 19 und einen zweiten Lagerschild 23 im Bereich des zweiten Endes 3 gliedert. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Lagerschild 22 mit gekühlt, da der Einlass 16, der Auslass 17 und die Querkanäle 18 im ersten Lagerschild 22 untergebracht sind. Die Umlenkkanäle 9 sind im Gehäuse 1 angeordnet.
  • 5 zeigt einen Ausschnitt aus der Ansicht gemäß 4, in dem die Trennwand 7 gezeigt ist, die den hohlraumnahen Einlaufkanal 5 von dem hohlraumfernen Auslaufkanal 6 trennt. Die Wandoberfläche 13 derjenigen Wand 25, die den Einlaufkanal 5 von dem Hohlraum 15 trennt, ist zur Erzielung eines besseren Wärmeübergangs aufgeraut.
  • 6a zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Gehäuse 1 für einen Elektromotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass der Einlaufkanal 5 durch eine Anzahl nebeneinander liegender Einzelkanäle 26 mit rundem Querschnitt gebildet ist. Das hat den Vorteil, dass in die Einzelkanäle 26 Spiralelemente zur Erhöhung des Wärmeübergangs eingebracht werden können.
  • Ein derartiges Spiralelement 27, das als Spiralfeder ausgebildet ist, ist schematisch in 6b gezeigt.
  • 7 zeigt schematisch ein Gehäuse 1 für einen Elektromotor gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass in den Einlaufkanal 5 ein Rippeinsatz 28 zur Erhöhung des Wärmeübergangs eingesetzt ist. Der Rippeinsatz 28 liegt, wie in 9 im Detail gezeigt ist, an der Wand 25 an, die den Einlaufkanal 5 von dem Hohlraum 15 trennt.
  • 8 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Rippeinsatzes 28, in der erkennbar ist, dass der Rippeinsatz zwei sich in Strömungsrichtung erstreckende Längsrippen 30 sowie eine Vielzahl von sich quer zur Strömungsrichtung erstreckender Querrippen 29 aufweist. Die Längsrippen 30 haben die Aufgabe, den Rippeinsatz 28 im Einlaufkanal 5 zu fixieren, während die Querrippen 29 den erhöhten Wärmeübergang bewirken, wie es bereits anhand von 2 beschrieben wurde.
  • Die 10 und 11 zeigen schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rippeinsatzes 28 gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.
  • Dieser Rippeinsatz 28 unterscheidet sich von dem in den 7 bis 9 gezeigten durch die Form seiner Längsrippen 30, die eine etwas andere Verankerung im Einlaufkanal 5 erreichen.
  • Die 12 und 13 zeigen schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rippeinsatzes 28 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung.
  • Dieser Rippeinsatz 28 unterscheidet sich von dem bisher gezeigten dadurch, dass er drei Längsrippen 30 aufweist, die jeweils durch Öffnungen in den Querrippen 29 geführt sind.
  • Die in den 7 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten für das Design eines geeigneten Rippeinsatzes 28 gibt.
  • Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Strömung im Einlaufkanal 5 im Wesentlichen turbulent, um einen hohen Wärmeübergang zu erzielen, und im Auslaufkanal 6 eher laminar, weil keine Maßnahmen zur gezielten Störung der Strömung vorgesehen sind. Es können jedoch auch derartige Maßnahmen jeweils im Auslaufkanal 6 vorgesehen sein, beispielsweise, wenn der Einlaufkanal 5 und der Auslaufkanal 6 gleiche Abstände zum Hohlraum 15 haben. Die verschiedenen Maßnahmen können auch miteinander kombiniert werden.
  • Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10005128 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Gehäuse (1) für einen Elektromotor, das eine Gehäusewand (2) aufweist, die einen Hohlraum (15) zur Aufnahme eines Rotors umgibt, wobei das Gehäuse (1) ein erstes Ende (19) und ein zweites Ende (3) aufweist und sich Kühlkanäle (4) zur Führung eines Kühlmediums vom ersten Ende (19) zum zweiten Ende (3) in der Gehäusewand (2) parallel zu einer Längsachse (20) des Gehäuses (1) erstrecken, wobei jeweils ein Einlaufkanal (5) und ein Auslaufkanal (6) voneinander durch eine Trennwand (7) getrennt sind und wobei im Bereich des zweiten Endes (3) des Gehäuses (1) ein Umlenkpunkt U vorgesehen ist, an dem die Trennwand (7) einen Abstand zu einer Rückwand (8) des Kühlkanals (4) aufweist und somit einen Umlenkkanal (9) bildet, der den Einlaufkanal (5) mit dem Auslaufkanal (6) verbindet, wobei die Trennwand (7) eine Dicke Dt aufweist, für die Dt ≤ 0,5·Wk gilt, wobei Wk die lichte Weite des Einlaufkanals (5) bzw. des Auslaufkanals (6) bezeichnet.
  2. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, wobei der Umlenkkanal (9) im Bereich des Umlenkpunktes U eine lichte Weite Wu aufweist, für die gilt: Wk ≤ Wu ≤ 1,5·Wk.
  3. Gehäuse (1) nach Anspruch 2, wobei für die lichte Weite Wu gilt: Wk ≤ Wu ≤ 1,25·Wk.
  4. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse (1) einen den Hohlraum (15) umgebenden Gehäusemantel (24) sowie zumindest einen das Gehäuse (1) am ersten Ende (19) oder am zweiten Ende (3) abschließenden Lagerschild (22, 23) aufweist, wobei der Umlenkkanal (9) im Gehäusemantel (24) gebildet ist.
  5. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse (1) einen den Hohlraum (15) umgebenden Gehäusemantel (24) sowie zumindest einen das Gehäuse (1) am ersten Ende (19) oder am zweiten Ende (3) abschließenden Lagerschild (22, 23) aufweist, wobei der Umlenkkanal (9) im Lagerschild (22, 23) gebildet ist.
  6. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Oberfläche (13) des Einlaufkanals (5) eine mittlere Rautiefe Rz von mehr als 25 Mikrometern aufweist.
  7. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Oberfläche (13) des Einlaufkanals (5) eine mittlere Rautiefe Rz aufweist mit 63µm ≤ Rz ≤ 250 µm aufweist.
  8. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einlaufkanal (5) einen runden Querschnitt aufweist und in den Einlaufkanal (5) ein Spiralelement (27) eingebracht ist.
  9. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest der Einlaufkanal (5) Rippeinsätze (28) aufweist.
  10. Gehäuse (1) nach Anspruch 9, wobei die Rippeinsätze (28) aus Kunststoff ausgebildet sind.
  11. Gehäuse (1) nach Anspruch 10, wobei die Rippeinsätze (28) aus Kunststoff mit die Wärmeleitfähigkeit erhöhenden Additiven ausgebildet sind.
  12. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Gehäuse (1) im Querschnitt im Wesentlichen quadratisch ausgebildet ist und die Kühlkanäle (4) in den Ecken des Quadrats angeordnet sind.
  13. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Einlaufkanal (5) zwischen dem Auslaufkanal (6) und dem Hohlraum (15) angeordnet ist.
  14. Elektromotor mit einem Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Fahrzeug mit einem Elektromotor nach Anspruch 14.
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