DE102015213626A1

DE102015213626A1 - Elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102015213626A1
Application number: DE102015213626.4A
Authority: DE
Inventors: Fabian Lange; Camilo Carrillo; Sebastian Dietsch; Matthias Roepke; Murat Koeksal
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Es ist schon eine elektrische Maschine bekannt, mit einem Statorblechpaket, das eine Statorachse aufweist und an dessen Außenumfang Kühlrippen vorgesehen sind, die zusammen mit einem das Statorblechpaket umgebenden Gehäusemantel Kühlkanäle bilden, wobei der Gehäusemantel zur Befestigung am Statorblechpaket in zumindest einen zwischen zwei Kühlrippen ausgebildeten Zwischenraum hineinragt. Der Gehäusemantel ist mittels Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt. Der Zwischenraum, in den der Gehäusemantel hineinragt, ist jeweils als Anlagezone vorgesehen, in der der Gehäusemantel großflächig an dem Statorblechpaket anliegt. Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine werden die Herstellungskosten verringert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Gehäusemantel (8) an den Kühlrippen (4) anliegt und als Blech ausgebildet ist, wobei der in den Kühlkanal (9) hineinragende Abschnitt des Gehäusemantels(8) jeweils eine Sicke (10) ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine elektrische Maschine aus der EP 0 072 999 A1 bekannt, mit einem Statorblechpaket, das eine Statorachse aufweist und an dessen Außenumfang Kühlrippen vorgesehen sind, die zusammen mit einem das Statorblechpaket umgebenden Gehäusemantel Kühlkanäle bilden, wobei der Gehäusemantel zur Befestigung am Statorblechpaket in zumindest einen zwischen zwei Kühlrippen ausgebildeten Zwischenraum hineinragt. Der Gehäusemantel ist mittels Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt. Der Zwischenraum, in den der Gehäusemantel hineinragt, ist jeweils als Anlagezone vorgesehen, in der der Gehäusemantel großflächig an dem Statorblechpaket anliegt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellungskosten der elektrischen Maschine verringert werden, indem der Gehäusemantel an den Kühlrippen anliegt und als Blech ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der in den Zwischenraum hineinragende Abschnitt des Gehäusemantels jeweils eine in axialer Richtung verlaufende Sicke.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Maschine möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung verläuft die zumindest eine Sicke in axialer Richtung bezüglich der Statorachse und bildet dadurch eine rinnenförmige Einbuchtung oder Vertiefung. Auf diese Weise wird eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäusemantel und dem Statorblechpaket erreicht.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die zumindest eine Sicke im Querschnitt V-förmig oder muldenförmig ausgebildet ist, da auf diese Weise eine kleinflächige Anlage des Gehäusemantels am Statorblechpaket erreichbar ist, die eine gleichförmige, konvektive Kühlung über den gesamten Umfang des Statorblechpaketes sicherstellt. Bei einer großflächigen Anlage des Gehäusemantels würde in dem anliegenden Bereich des Gehäusemantels nur eine Kühlung des Statorblechpakets über thermische Leitung stattfinden, die deutlich schlechter ist als die konvektive Kühlung.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die zumindest eine Sicke den entsprechenden Kühlkanal in zwei voneinander getrennte Kühlkanäle aufteilt. Dadurch ist auch der eine Sicke enthaltende Kühlkanal mit einem Kühlfluid durchströmbar und kühlbar.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn die zwei, von der zumindest einen Sicke gebildeten Kühlkanäle jeweils einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der etwa gleich groß ist wie die übrigen Kühlkanäle ohne hineinragende Sicke. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Kühlkanäle mit Sicke mit gleichem Volumenstrom durchströmt werden wie die Kühlkanäle ohne Sicke. Dadurch wird eine über den gesamten Umfang des Statorblechpaketes gleichförmige Kühlung erzielt.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Kühlrippen in axialer Richtung bezüglich der Statorachse verlaufen und über den Umfang des Statorblechpakets verteilt sind. Zwischen denjenigen Kühlrippen, zwischen die eine Sicke hineinragt, ist der Abstand der Kühlrippen vorteilhafterweise größer, insbesondere im Bereich zwischen doppelt bis dreimal so groß, ausgeführt als zwischen den übrigen Kühlrippen. Auf diese Weise können die Kühlkanäle mit Sicke die gleiche Querschnittsfläche erhalten wie die Kühlkanäle ohne Sicke. Außerdem wird der radiale Bauraum der elektrischen Maschine nicht erhöht.
Auch vorteilhaft ist, wenn das Blech des Gehäusemantels in eine Zylinderform gebogen und an einem Stoß verschweißt ist, da das Gehäuse der elektrischen Maschine auf diese Weise sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Insbesondere können mit den gleichen Fertigungsmaschinen unterschiedliche Bleche, beispielsweise unterschiedlichen Abmaßes und unterschiedlicher Blechstärke, verarbeitet werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt im Schnitt eine Teilansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und
2 eine dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine nach 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt im Schnitt eine Teilansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
Die elektrische Maschine 1 umfasst ein Statorblechpaket 2, das in bekannter Weise aus einem Stapel von übereinander angeordneten Elektroblechen besteht und eine Statorachse 3 aufweist. Am Außenumfang des Statorblechpakets 2 sind in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 3 verlaufende Kühlrippen 4 zur Kühlung des Statorblechpakets 2 vorgesehen. Die Kühlrippen 4 sind über den Umfang des Statorblechpakets 2 verteilt. Am Innenumfang des Statorblechpakets 2 sind Statorzähne 5 ausgebildet. Das Statorblechpaket 2 ist von einem Gehäusemantel 8 umgeben. Zwischen den Kühlrippen 4 des Statorblechpakets 2 sind Zwischenräume gebildet, die zusammen mit dem Gehäusemantel 8 in axialer Richtung verlaufende Kühlkanäle 9 bilden.
Der Gehäusemantel 8 ragt zur Befestigung des Statorblechpakets 2 in zumindest einen Kühlkanal 9 hinein, um zwischen dem Gehäusemantel 8 und dem Statorblechpaket 2 einen Formschluss und einen Kraftschluss gegen Verdrehen um die Statorachse 3 zu erreichen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Gehäusemantel 8 an den Kühlrippen 4 anliegt und abgestützt ist und außerdem als Blech ausgebildet ist. Weiterhin ist der jeweils in den Kühlkanal 9 hineinragende Abschnitt des Gehäusemantels 8 erfindungsgemäß eine Sicke 10. Die zumindest eine Sicke 10 ist mit einem beispielsweise walzenförmigen Werkzeug, das beispielsweise in radialer Richtung an den Gehäusemantel 8 herangefahren wird, in den Gehäusemantel 8 hineingedrückt.
Am Gehäusemantel 8 ist zumindest eine Sicke 10 ausgeführt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 sind vier Sicken 10 am Gehäusemantel 8 vorgesehen.
Die zumindest eine Sicke 10 des Gehäusemantels 8 verläuft mit ihrer Längserstreckung jeweils in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 3 und bildet jeweils eine Einbuchtung oder Vertiefung, die in radialer Richtung eingebuchtet ist und durch ihre Längserstreckung in axialer Richtung rinnenförmig ist. Die Einbuchtung oder Vertiefung ist im Querschnitt V-förmig, kerbenförmig oder muldenförmig ausgebildet. Die zumindest eine Sicke 10 kann bis an einen dem Gehäusemantel 8 abgewandten bzw. gegenüberliegenden Boden 11 des entsprechenden Kühlkanals 9 reichen und teilt dadurch den entsprechenden Kühlkanal 9 in zwei voneinander getrennte Kühlkanäle 9 auf. Diese zwei, durch eine der Sicken 10 gebildeten Kühlkanäle 9 haben jeweils einen Strömungsquerschnitt, der beispielsweise etwa gleich groß ist wie die übrigen Kühlkanäle 9 ohne hineinragende Sicke 10. Durch den V-förmigen, kerbenförmigen oder muldenförmigen Querschnitt der Sicke 10 ergibt sich ein kleinflächiger, annähernd linienförmiger mechanischer Kontakt zum Statorblechpaket 2 und damit eine über den Umfang gesehen gleichförmige Kühlung des Statorblechpakets 2.
Zwischen denjenigen Kühlrippen 4, in die eine der Sicken 10 hineinragt, ist der Abstand der Kühlrippen 4 größer, insbesondere zwischen doppelt und dreimal so groß, ausgeführt als zwischen den übrigen Kühlrippen 4, in die keine Sicke 10 hineinragt.
Das Blech des Gehäusemantels 8 ist in eine Zylinderform gebogen und an den entsprechenden Stoßflächen verschweißt. Als Blech wird ein Gehäusemantel mit einer Wandstärke zwischen 0,5 und 4 Millimeter angesehen. Alternativ kann der Zylinder des Gehäusemantels 8 mittels eines nahtlosen Herstellungsverfahrens, beispielsweise durch Strangpressen, Stranggießen, Extrudieren oder das sogenannte Pilgerschritt-Verfahren, hergestellt sein.
2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine nach 1. Bei der Ansicht nach 2 sind die gegenüber der Ansicht nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das Statorblechpaket 2 ist im Gehäusemantel 8 auch in axialer Richtung mechanisch festgelegt bzw. fixiert, beispielsweise indem der Gehäusemantel an seinen stirnseitigen Enden jeweils eine – ggf. stellenweise unterbrochene – ringförmig umlaufende Einbuchtung 12, insbesondere eine Bördelung, vorgesehen ist.
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

EP 0072999 A1 [0001]

Claims

Elektrische Maschine mit einem Statorblechpaket (2), das eine Statorachse (3) aufweist und an dessen Außenumfang Kühlrippen (4) vorgesehen sind, die zusammen mit einem das Statorblechpaket (2) umgebenden Gehäusemantel (8) Kühlkanäle (9) bilden, wobei der Gehäusemantel (8) zur Befestigung des Statorblechpakets (2) in zumindest einen Kühlkanal (9) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (8) an den Kühlrippen (4) anliegt und als Blech ausgebildet ist, wobei der in den Kühlkanal (9) hineinragende Abschnitt des Gehäusemantels(8) jeweils eine Sicke (10) ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (10) in axialer Richtung bezüglich der Statorachse (3) verläuft und eine rinnenförmige Einbuchtung oder Vertiefung bildet.
Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung oder Vertiefung (10) im Querschnitt V-förmig, kerbenförmig oder muldenförmig ausgebildet ist.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (10) den entsprechenden Kühlkanal (9) in zwei voneinander getrennte Kühlkanäle (9) aufteilt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei, durch eine der Sicken (10) gebildeten Kühlkanäle (9) jeweils einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der gleich groß ist wie die übrigen Kühlkanäle (9) ohne hineinragende Sicke.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (4) in axialer Richtung bezüglich der Statorachse (3) verlaufen und über den Umfang des Statorblechpakets (2) verteilt sind.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen denjenigen Kühlrippen (4), in die eine der Sicken (10) hineinragt, der Abstand der Kühlrippen (4) größer, insbesondere zwischen doppelt und dreimal so groß, ausgeführt ist als zwischen den übrigen Kühlrippen (4).
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech des Gehäusemantels (8) in eine Zylinderform gebogen und an einem Stoß verschweißt ist.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech des Gehäusemantels (8) eine Wandstärke zwischen 0,5 und 4 Millimeter aufweist.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (10) mit einem walzenförmigen Werkzeug in den Gehäusemantel (8) hineingedrückt ist.