DE102018222734A1

DE102018222734A1 - Electric motor

Info

Publication number: DE102018222734A1
Application number: DE102018222734.9A
Authority: DE
Inventors: Hermann Bäumel; Christian Böhm; Steffen Hahn
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25
Also published as: WO2020127379A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere zum Antrieb einer Ölpumpe. Der erfindungsgemäße Elektromotor umfasst einen außenliegenden Stator (3), der um einen innenliegenden Rotor (4) angeordnet ist, wobei sich der Stator (3) und der Rotor (4) in einer axialen Richtung entlang einer Drehachse (A) erstrecken, um welche der Rotor (4) im Betrieb des Elektromotors (1) rotiert, und wobei der Stator (3) und der Rotor (4) in einem Motorgehäuse (2) angeordnet sind, in dem ein Kühlkreislauf (7, 8, 9, 10, 17) zur Führung von Kühlmedium ausgebildet ist. Der erfindungsgemäße Elektromotor zeichnet sich dadurch aus, dass der Kühlkreislauf (7, 8, 9, 10, 17) einen Kühlpfad (10) umfasst, welcher zur Kühlung des Stators (3) benachbart zu dessen Außenseite (6) verläuft, die den Stator (3) in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse (A) begrenzt, wobei der Kühlpfad (10) derart ausgebildet ist, dass das Kühlmedium in Umfangsrichtung in Bezug auf die Drehachse (A) um die Außenseite (5a) des Stators (3) herum transportiert wird.The invention relates to an electric motor, in particular for driving an oil pump. The electric motor according to the invention comprises an external stator (3) which is arranged around an internal rotor (4), the stator (3) and the rotor (4) extending in an axial direction along an axis of rotation (A) around which the Rotor (4) rotates during operation of the electric motor (1), and the stator (3) and the rotor (4) are arranged in a motor housing (2) in which a cooling circuit (7, 8, 9, 10, 17) is designed to guide cooling medium. The electric motor according to the invention is characterized in that the cooling circuit (7, 8, 9, 10, 17) comprises a cooling path (10) which, in order to cool the stator (3), runs adjacent to the outside (6) of the stator ( 3) limited in the radial direction with respect to the axis of rotation (A), the cooling path (10) being designed such that the cooling medium in the circumferential direction with respect to the axis of rotation (A) around the outside (5a) of the stator (3) is transported.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere zum Antrieb einer Ölpumpe.The invention relates to an electric motor, in particular for driving an oil pump.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Elektromotoren mit innenliegendem Rotor und außenliegendem Stator (sog. Innenläufer) aktiv mit einem flüssigen Kühlmedium zu kühlen. Hierfür ist ein Kühlkreislauf mit einer Vielzahl von Kühlkanälen in axialer Richtung entlang der kompletten Länge des Motoraußenmantels inklusive einer Umlenkung in den Lagerschilden des Motors vorgesehen. Durch die Vielzahl von Kühlkanälen wird der Bauraum des Motors vergrößert und es kommt zu Druckverlusten im Kühlkreislauf.It is known from the prior art to actively cool electric motors with an internal rotor and an external stator (so-called internal rotor) with a liquid cooling medium. For this purpose, a cooling circuit with a plurality of cooling channels in the axial direction along the entire length of the motor outer jacket, including a deflection in the end shields of the motor, is provided. The large number of cooling channels increases the installation space of the engine and there is pressure loss in the cooling circuit.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen als Innenläufer ausgestalteten Elektromotor mit einer effizienten Kühlung bereitzustellen.The object of the invention is to provide an electric motor designed as an internal rotor with efficient cooling.

Diese Aufgabe wird durch den Elektromotor gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the electric motor according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Elektromotor kann für beliebige Verwendungszwecke zum Einsatz kommen. In einer bevorzugten Variante dient der Elektromotor zum Antrieb einer Ölpumpe, insbesondere einer Ölpumpe zur Umwälzung von Öl in einem Kraftfahrzeug.The electric motor according to the invention can be used for any purpose. In a preferred variant, the electric motor is used to drive an oil pump, in particular an oil pump for circulating oil in a motor vehicle.

Der Elektromotor ist als Innenläufer ausgestaltet, d.h. er umfasst einen außenliegenden Stator, der um einen innenliegenden Rotor angeordnet ist. Der Stator und der Rotor erstrecken sich in einer axialen Richtung entlang einer Drehachse, um welche der Rotor im Betrieb des Elektromotors rotiert. Der Stator und der Rotor sind in einem Motorgehäuse angeordnet, in dem ein Kühlkreislauf zur Führung von Kühlmedium ausgebildet ist. Beim Stator bzw. Rotor kann es sich um einen an sich bekannten Stator bzw. Rotor handeln. Vorzugsweise ist der Stator als Blechpaket mit elektrischen Wicklungen ausgestaltet.The electric motor is designed as an internal rotor, i.e. it comprises an external stator, which is arranged around an internal rotor. The stator and the rotor extend in an axial direction along an axis of rotation about which the rotor rotates when the electric motor is in operation. The stator and the rotor are arranged in a motor housing in which a cooling circuit for guiding cooling medium is formed. The stator or rotor can be a stator or rotor known per se. The stator is preferably designed as a laminated core with electrical windings.

Der erfindungsgemäße Elektromotor zeichnet sich dadurch aus, dass der Kühlkreislauf einen Kühlpfad umfasst, welcher zur Kühlung des Stators benachbart zu und insbesondere an dessen Außenseite verläuft, die den Stator in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse begrenzt. Dieser Kühlpfad ist derart ausgebildet, dass das Kühlmedium in Umfangsrichtung in Bezug auf die Drehachse um die Außenseite des Stators herum transportiert wird. Vorzugsweise wird das Kühlmedium spiralförmig um die Außenseite des Stators transportiert, d.h. die Transportrichtung des Kühlmediums hat neben einer Komponente in Umfangsrichtung auch eine Komponente in axialer Richtung.The electric motor according to the invention is characterized in that the cooling circuit comprises a cooling path which, for cooling the stator, runs adjacent to and in particular on the outside thereof, which limits the stator in the radial direction with respect to the axis of rotation. This cooling path is designed such that the cooling medium is transported in the circumferential direction with respect to the axis of rotation around the outside of the stator. Preferably the cooling medium is spirally transported around the outside of the stator, i.e. the transport direction of the cooling medium has a component in the circumferential direction as well as a component in the axial direction.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine effiziente Kühlung lokal im Bereich des Stators durch einen Fluss des Kühlmediums in Umfangsrichtung um den Stator herum bewirkt wird. Im Besonderen kann hierdurch die Länge des Kühlkreislaufs verkürzt werden und es können Druckverluste im Kühlkreislauf vermieden werden.The invention has the advantage that efficient cooling is effected locally in the area of the stator by a flow of the cooling medium in the circumferential direction around the stator. In particular, this allows the length of the cooling circuit to be shortened and pressure losses in the cooling circuit to be avoided.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Elektromotors ist der Kühlpfad in axialer Richtung durch zwei entgegengesetzte Enden des Stators begrenzt. Mit anderen Worten erstreckt sich der Kühlpfad entlang der gesamten axialen Länge des Stators, so dass eine sehr gute Kühlung des gesamten Stators gewährleistet wird.In a preferred variant of the electric motor according to the invention, the cooling path is limited in the axial direction by two opposite ends of the stator. In other words, the cooling path extends along the entire axial length of the stator, so that very good cooling of the entire stator is ensured.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Motorgehäuse des erfindungsgemäßen Elektromotors eine oder mehrere spiralförmig an der Außenseite des Stators verlaufende Rippen, welche Bestandteil des Kühlpfads sind und den Transport des Kühlmediums um die Außenseite des Stators herum bewirken. Mit dieser Variante kann auf einfache Weise ein Volumenstrom um den Stator herum zum Abtransport von Wärme erreicht werden.In a further preferred embodiment, the motor housing of the electric motor according to the invention comprises one or more ribs running spirally on the outside of the stator, which are part of the cooling path and cause the transport of the cooling medium around the outside of the stator. With this variant, a volume flow around the stator can be easily achieved for the removal of heat.

Alternativ oder zusätzlich kann im Kühlpfad ein Turbulator vorgesehen sein, welcher derart ausgestaltet ist, dass er die Strömung des Kühlmediums im Kühlpfad so verwirbelt, dass der Transport des Kühlmediums um die Außenseite des Stators herum bewirkt wird. Turbulatoren sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Es liegt im Rahmen von fachmännischem Handeln, den Turbulator so auszugestalten, dass er den Transport des Kühlmediums um die Außenseite des Stators herum bewirkt. Durch die Verwendung des Turbulators wird im Kühlpfad turbulente Strömung erzeugt, welche den Abtransport von Wärme über den Kühlpfad erhöht, da das Kühlmedium gezwungen wird, den zu kühlenden Bereich des Stators länger zu umströmen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Turbulator als Einlegeteil realisiert, das im Kühlpfad positioniert ist. Dieses Einlegeteil kann z.B. aus Kunststoff gefertigt sein.Alternatively or additionally, a turbulator can be provided in the cooling path, which is designed in such a way that it swirls the flow of the cooling medium in the cooling path in such a way that the cooling medium is transported around the outside of the stator. Turbulators are known per se from the prior art. It is within the scope of professional action to design the turbulator in such a way that it transports the cooling medium around the outside of the stator. By using the turbulator, turbulent flow is generated in the cooling path, which increases the removal of heat via the cooling path, since the cooling medium is forced to flow around the area of the stator to be cooled for a longer time. In a preferred embodiment, the turbulator is implemented as an insert that is positioned in the cooling path. This insert can e.g. be made of plastic.

Die soeben beschriebene Ausführungsform, welche einen Turbulator verwendet, kann so ausgestaltet sein, dass keine spiralförmigen Rippen im Kühlpfad ausgebildet sind. Nichtsdestotrotz kann der Turbulator auch mit der oben beschriebenen Variante, welche spiralförmige Rippen verwendet, kombiniert werden.The embodiment just described, which uses a turbulator, can be designed such that no spiral ribs are formed in the cooling path. Nevertheless, the turbulator can also be combined with the variant described above, which uses spiral ribs.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Elektromotor eine elektronische Vorrichtung zu seiner Steuerung, wobei der Kühlkreislauf einen Kühlabschnitt beinhaltet, der an der elektronischen Vorrichtung vorbeigeführt wird, um deren Kühlung zu bewirken. Somit kann der Kühlkreislauf sowohl zur Kühlung des Stators als auch zur Kühlung der elektronischen Vorrichtung genutzt werden, wodurch ein kompakter und kostengünstiger Aufbau des Elektromotors erreicht werden kann.In a further preferred embodiment, the electric motor according to the invention comprises an electronic device for its control, the cooling circuit including a cooling section which is guided past the electronic device in order to effect cooling thereof. Thus, the cooling circuit can be used both for cooling the Stator and cooling of the electronic device can be used, whereby a compact and inexpensive construction of the electric motor can be achieved.

In einer bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform ist der Kühlabschnitt benachbart zu einer Einlassöffnung zur Zufuhr des Kühlmediums zum Kühlkreislauf im Motorgehäuse vorgesehen. Hierdurch kann ein Aufbau des Elektromotors erreicht werden, bei dem die elektronische Vorrichtung gut zugänglich ist.In a preferred variant of the embodiment just described, the cooling section is provided adjacent to an inlet opening for supplying the cooling medium to the cooling circuit in the motor housing. In this way, a structure of the electric motor can be achieved in which the electronic device is easily accessible.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Stator durch ein für das Kühlmedium undurchlässiges Außengehäuse begrenzt, dessen Außenfläche die Außenseite des Stators bildet. Hierdurch wird der innere Bereich des Stators gegen das Eindringen von Kühlmedium geschützt.In a further embodiment, the stator is delimited by an outer housing impermeable to the cooling medium, the outer surface of which forms the outside of the stator. This protects the inner area of the stator against the ingress of cooling medium.

In einer alternativen Variante weist der Stator eine für das Kühlmedium undurchlässige Außenbeschichtung auf, welche seine Außenseite bildet. Diese Außenbeschichtung, die sehr dünn im Bereich von 100 bis 200 µm ausgebildet sein kann, gewährleistet einen guten Wärmeübertrag zwischen Kühlmedium und Stator erreicht. In einer bevorzugten Variante ist die Außenbeschichtung eine keramische und/oder metallische Beschichtung, die den Stator effizient vor einem Eindringen von Kühlmedium schützt.In an alternative variant, the stator has an outer coating which is impermeable to the cooling medium and forms its outside. This outer coating, which can be made very thin in the range from 100 to 200 μm, ensures good heat transfer between the cooling medium and the stator. In a preferred variant, the outer coating is a ceramic and / or metallic coating which efficiently protects the stator from the ingress of cooling medium.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the attached figures.

Es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektromotors;
2 einen Schnitt durch den Elektromotor der 1 entlang der Linie I-I; und
3 eine Querschnittsansicht analog zu 1, welche eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors zeigt.

Show it:

1 a cross-sectional view of an embodiment of an electric motor according to the invention;
2nd a section through the electric motor 1 along the line II ; and
3rd a cross-sectional view analogous to 1 , which shows an alternative embodiment of the electric motor according to the invention.

Nachfolgend wird eine Variante der Erfindung anhand eines Elektromotors für eine Ölpumpe in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Der Elektromotor kann jedoch auch für andere Einsatzzwecke konzipiert sein.A variant of the invention is described below with reference to an electric motor for an oil pump in a motor vehicle. However, the electric motor can also be designed for other purposes.

In der Querschnittsansicht der 1 ist der Elektromotor mit Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Elektromotor umfasst in an sich bekannter Weise einen außenliegenden Stator 3, der lediglich schematisch als gepunkteter Ring angedeutet ist und um einen Rotor 4 positioniert ist. Der Rotor 4 ist aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich durch einen weißen Kreis angedeutet. Aus 1 ist ferner die Rotorachse A ersichtlich, die sich in dieser Figur senkrecht zur Blattebene erstreckt und der axialen Richtung des Elektromotors entspricht.In the cross-sectional view of the 1 is the electric motor with reference numerals 1 designated. The electric motor comprises an external stator in a manner known per se 3rd , which is only indicated schematically as a dotted ring and around a rotor 4th is positioned. The rotor 4th is only indicated by a white circle for reasons of clarity. Out 1 is also the rotor axis A can be seen, which extends perpendicular to the plane of the page in this figure and corresponds to the axial direction of the electric motor.

Der Stator und der Rotor sind zylindrisch ausgestaltet und erstrecken sich in axialer Richtung entlang der Achse A. Dies wird aus der Schnittansicht der 2 ersichtlich. Wie man dort erkennt, erstreckt sich der Stator 3 zwischen einem linken und einem rechten axialen Ende entlang der Achse A. Das Gleiche gilt für den Rotor, der aufgrund der gewählten Schnittlinie I-I nicht aus 2 ersichtlich ist.The stator and the rotor are cylindrical and extend in the axial direction along the axis A . This is from the sectional view of the 2nd evident. As you can see there, the stator extends 3rd between left and right axial ends along the axis A . The same applies to the rotor based on the selected cutting line II not from 2nd can be seen.

Der Stator 3 und der Rotor 4 sind in einem unteren Abschnitt eines Motorgehäuses 2 angeordnet. Der untere Abschnitt ist an einen oberen Abschnitt des Motorgehäuses gekoppelt, so dass ein Zulauf 9 von Kühlmedium von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt gebildet wird, wie weiter unten noch näher beschrieben wird. Zur Abdichtung der beiden Gehäuseabschnitte ist im Zulauf 9 eine Dichtung in der Form eines O-Rings 14 vorgesehen.The stator 3rd and the rotor 4th are in a lower section of an engine case 2nd arranged. The lower section is coupled to an upper section of the motor housing, so that an inlet 9 of cooling medium is formed from the upper section to the lower section, as will be described in more detail below. To seal the two housing sections is in the inlet 9 a seal in the form of an O-ring 14 intended.

Der Stator 3 ist in an sich bekannter Weise als Blechpaket mit elektrischen Wicklungen ausgestaltet. Durch Bestromung des Stators wird die Drehung des innenliegenden Rotors 4 um die Achse A bewirkt. Um im Betrieb des Elektromotors eine ausreichende Kühlung des Stators zu erreichen, ist in dem Motorgehäuse 2 ein Kühlkreislauf ausgebildet, der die Abschnitte 7, 8, 9, 10 und 17 umfasst. In dem Kühlkreislauf fließt ein flüssiges Kühlmedium, vorzugsweise Wasser oder eine Mischung aus Wasser und Glykol, z.B. in gleichen Anteilen von Wasser und Glykol. Die Flussrichtung des Kühlmediums ist in 1 sowie auch in den 2 und 3 durch Pfeile P angedeutet. Über den Kühlkreislauf kann durch den Elektromotor erzeugte Wärme und ggf. auch Wärme abgeführt werden, die zusätzlich von außen über das Motorgehäuse 2 auf den Motor einwirkt.The stator 3rd is designed in a manner known per se as a laminated core with electrical windings. By energizing the stator, the rotation of the inner rotor 4th around the axis A causes. In order to achieve sufficient cooling of the stator during operation of the electric motor, is in the motor housing 2nd a cooling circuit formed the sections 7 , 8th , 9 , 10 and 17th includes. A liquid cooling medium, preferably water or a mixture of water and glycol, for example in equal proportions of water and glycol, flows in the cooling circuit. The direction of flow of the cooling medium is in 1 as well as in the 2nd and 3rd by arrows P indicated. Heat and possibly also heat generated by the electric motor can be dissipated via the cooling circuit, which is additionally from the outside via the motor housing 2nd acts on the motor.

In der Ausführungsform der 1 und 2 ist der Stator 3 in ein metallisches zylindrisches Gehäuse 5 eingepresst, das mittels Tiefziehens hergestellt ist. Das Gehäuse 5 ist dabei Bestandteil des Stators 3. Die Außenseite des Gehäuses 5 ist in 1 mit Bezugszeichen 6 bezeichnet und bildet auch die Außenseite des Stators 3. Das Gehäuse 5 wird üblicherweise auch als Kartusche bezeichnet.In the embodiment of the 1 and 2nd is the stator 3rd in a metallic cylindrical housing 5 pressed in, which is produced by deep drawing. The housing 5 is part of the stator 3rd . The outside of the case 5 is in 1 with reference numerals 6 denotes and also forms the outside of the stator 3rd . The housing 5 is usually referred to as a cartridge.

Gemäß 1 tritt das Kühlmedium über eine Einlassöffnung 7 in den Kühlkreislauf ein und wird zunächst durch einen Kühlabschnitt 8 geführt. Im Bereich dieses Kühlabschnitts befindet sich ein Kühlkörper 11, der nach unten hervorstehenden Pins 12 aufweist, die aus Übersichtlichkeitsgründen nur teilweise mit diesem Bezugszeichen bezeichnet sind. In einer Variante weisen die Pins im Querschnitt in horizontaler Richtung der 1 eine rautenförmige Form auf.According to 1 the cooling medium passes through an inlet opening 7 into the cooling circuit and is first through a cooling section 8th guided. A heat sink is located in the area of this cooling section 11 , the pins protruding downwards 12th which, for reasons of clarity, are only partially designated with this reference symbol. In a variant, the pins point in cross section in the horizontal direction 1 a diamond shape.

Das Kühlmedium wird in dem Kühlabschnitt 8 um die Pins 12 herum geführt, so dass ein guter Wärmeübertrag zwischen Kühlmedium und dem Kühlkörper 11 stattfindet. Oberhalb des Kühlkörpers befindet sich eine elektronische Vorrichtung, die lediglich schematisch durch einen Schaltungsträger 13 angedeutet ist, auf dem sich die entsprechende elektronische Schaltung befindet. Die elektronische Vorrichtung dient zur Ansteuerung des Elektromotors. Durch die Anordnung der elektronischen Vorrichtung oberhalb des Kühlkörpers 11 wird eine effiziente Kühlung dieser Vorrichtung durch den Kühlabschnitt 8 erreicht. The cooling medium is in the cooling section 8th around the pins 12th led around, so that a good heat transfer between the cooling medium and the heat sink 11 takes place. An electronic device is located above the heat sink, which is only shown schematically by a circuit carrier 13 is indicated on which the corresponding electronic circuit is located. The electronic device is used to control the electric motor. By placing the electronic device above the heat sink 11 is an efficient cooling of this device by the cooling section 8th reached.

Nach Passieren des Kühlabschnitts 8 wird das Kühlmedium nach unten umgelenkt. Im Bereich der Umlenkung ist dabei ein Umlenkstopfen 15 zur Abdichtung des Kühlkreislaufs vorgesehen. Das Kühlmedium fließt anschließend über den Zulauf 9 nach unten in einen Kühlpfad 10, der sich um den Außenumfang der Außenseite 6 des Stators 3 erstreckt. Mit diesem Kühlpfad wird erreicht, dass das Kühlmedium zur Kühlung des Stators in Umfangsrichtung um dessen Außenseite 6 herum strömt.After passing the cooling section 8th the cooling medium is diverted downwards. There is a deflection plug in the area of the deflection 15 provided for sealing the cooling circuit. The cooling medium then flows through the inlet 9 down into a cooling path 10 that is around the outside circumference of the outside 6 of the stator 3rd extends. This cooling path ensures that the cooling medium for cooling the stator in the circumferential direction around its outside 6 flows around.

Um eine solche Strömung des Kühlmediums im Kühlpfad 10 zu bewirken, werden in dem Elektromotor der 1 und 2 spiralförmig verlaufende Rippen verwendet. Dies wird aus der Schnittansicht der 2 ersichtlich. Der Schnitt dieser Figur (Linie I-I der 1) ist im Bereich des Zulaufs 9 gewählt und verläuft somit nicht durch die Drehachse A. Wie man in 2 erkennt, ist eine spiralförmige Rippe 16 vorgesehen, von der aus 2 ein oberer Abschnitt und ein unterer Abschnitt ersichtlich sind. Die Vorderkante der spiralförmigen Rippe liegt an der Außenseite 6 des Stators an, um hierdurch einen spiralförmigen Verlauf des Kühlmediums um den Stator herum zu bewirken. Um einen Austritt des Kühlmediums aus dem Motorgehäuse 2 zu verhindern, ist an jedem axialen Ende des Stators 3 eine Dichtung in der Form eines O-Rings 18 vorgesehen, der dichtend an der Außenseite 6 der Kartusche 5 anliegt.Such a flow of the cooling medium in the cooling path 10 to be caused in the electric motor 1 and 2nd spiral ribs are used. This is from the sectional view of the 2nd evident. The cut of this figure (line II of the 1 ) is in the area of the inflow 9 chosen and thus does not run through the axis of rotation A . How to get in 2nd recognizes is a spiral rib 16 provided from which 2nd an upper section and a lower section can be seen. The leading edge of the spiral rib is on the outside 6 of the stator, thereby causing the cooling medium to spiral around the stator. To allow the coolant to escape from the motor housing 2nd to prevent is at each axial end of the stator 3rd a seal in the form of an O-ring 18th provided the sealing on the outside 6 the cartridge 5 is present.

In 2 werden zur Andeutung der Strömungsrichtung des Kühlmediums zusätzlich zu dem Pfeil P auch die Symbole SY1 und SY2 verwendet. Das Symbol SY1 zeigt dabei eine Strömungsrichtung senkrecht zur Blattebene der 2 aus dieser heraus an, wohingegen das Symbol SY2 eine Strömungsrichtung in entgegengesetzter Richtung in die Blattebene hinein andeutet.In 2nd are used to indicate the direction of flow of the cooling medium in addition to the arrow P also the symbols SY1 and SY2 used. The symbol SY1 shows a direction of flow perpendicular to the plane of the sheet 2nd out of this, whereas the symbol SY2 indicates a flow direction in the opposite direction into the leaf plane.

Wie man aus 2 erkennt, wird durch die spiralförmige Rippe eine spiralförmige Führung des Kühlmediums in dem Kühlpfad 10 vom linken zum rechten axialen Ende des Stators 3 erreicht. Nach Umlaufen des Stators tritt das Kühlmedium schließlich über einen Auslass 17 aus dem Motorgehäuse 2 aus. Das Kühlmedium fließt anschließend zu einem Wärmetauscher zur Abfuhr von Wärme und tritt anschließend wieder über den Einlass 7 in das Motorgehäuse 2 ein. Zur Förderung des Kühlmediums ist eine Förderpumpe vorgesehen, die nicht aus den Figuren ersichtlich ist.How to get out 2nd recognizes, the spiral rib guides the cooling medium in the cooling path in a spiral manner 10 from the left to the right axial end of the stator 3rd reached. After the stator rotates, the cooling medium finally exits through an outlet 17th from the motor housing 2nd out. The cooling medium then flows to a heat exchanger for dissipating heat and then passes through the inlet again 7 in the motor housing 2nd a. A feed pump is provided to convey the cooling medium, which is not shown in the figures.

Gemäß der Ausführungsform der 1 und 2 kann durch die spiralförmig verlaufende Rippe 16 eine platzsparende Geometrie des Kühlpfads 10 zwischen Motorgehäuse 2 und Außenseite 6 des Stators 3 erreicht werden. Der Kühlpfad 10 ist dabei auf den Stator 3 begrenzt, so dass auf lange Kühlkanäle verzichtet werden kann und der Druckverlust im Kühlkreislauf minimiert werden kann. Die Kühlung findet somit nur dort statt, wo sie notwendig ist. Indem das Kühlmedium auch an dem Kühlkörper 11 für die elektronische Vorrichtung 13 vorbeigeführt wird, entsteht ein zusammenhängender Kühlkreislauf sowohl für den Elektromotor als auch für seine Elektronik, wodurch der Elektromotor platz- und kostensparend realisiert werden kann.According to the embodiment of the 1 and 2nd can by the spiral rib 16 a space-saving geometry of the cooling path 10 between motor housing 2nd and outside 6 of the stator 3rd can be achieved. The cooling path 10 is on the stator 3rd limited, so that long cooling channels can be dispensed with and the pressure loss in the cooling circuit can be minimized. The cooling therefore only takes place where it is necessary. By adding the cooling medium to the heat sink 11 for the electronic device 13 is passed by, a coherent cooling circuit is created for both the electric motor and its electronics, which means that the electric motor can be realized in a space and cost-saving manner.

Mittels der Rippe 16 wird in der Ausführungsform der 1 und 2 eine erzwungene Konvektion in der Form einer laminaren Strömung hervorgerufen und hierdurch der Wärmeabtransport aus dem Elektromotor verbessert. Dies führt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrads, da durch den laminaren Volumenstrom vermehrt Wärme abtransportiert werden kann.By means of the rib 16 is in the embodiment of 1 and 2nd a forced convection in the form of a laminar flow and thereby improves the heat dissipation from the electric motor. This leads to an increase in efficiency, since the laminar volume flow means that more heat can be removed.

In einer abgewandelten Variante der Erfindung wird der Transport des Kühlmediums um den Stator herum mittels eines Turbulators bewirkt, der als Einlegeteil in dem Kühlpfad angeordnet ist. Eine solche Variante ist in 3 gezeigt. Diese Figur entspricht der Schnittansicht aus 1, wobei sich der Elektromotor der 3 gegenüber der Ausführungsform der 1 lediglich darin unterscheidet, dass im Kühlpfad 10 anstatt einer spiralförmigen Rippe ein Turbulator 19 in der Form eines Einlegeteils verwendet wird. Der Turbulator ist dabei lediglich schematisch als zackenförmiges Bauteil angedeutet. Turbulatoren sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und ermöglichen die Erzeugung von turbulenter Strömung. Der Turbulator 19 der 3 ist derart geformt, dass sich die turbulente Strömung so verteilt, dass das Kühlmedium im Kühlpfad 10 um die Außenseite 6 des Stators 3 herum geführt wird.In a modified variant of the invention, the transport of the cooling medium around the stator is effected by means of a turbulator, which is arranged as an insert in the cooling path. Such a variant is in 3rd shown. This figure corresponds to the sectional view 1 , the electric motor being the 3rd compared to the embodiment of 1 only differs in that in the cooling path 10 instead of a spiral rib, a turbulator 19th is used in the form of an insert. The turbulator is only indicated schematically as a jagged component. Turbulators are known per se from the prior art and enable the generation of turbulent flow. The turbulator 19th of the 3rd is shaped so that the turbulent flow is distributed so that the cooling medium in the cooling path 10 around the outside 6 of the stator 3rd is led around.

Turbulatoren sind kostengünstig herstellbar und ermöglichen somit eine einfache und preiswerte Realisierung eines Kühlpfads, in dem das Kühlmedium um die Außenseite des Stators herum transportiert wird. Durch den turbulenten Strömungsverlauf wird eine Steigerung des Abtransports von Wärme möglich, da das Kühlmedium gezwungen wird, den zu kühlenden Bereich des Stators länger zu umströmen. Die Ausführungsform der 3 kann dabei gegebenenfalls auch mit der Ausführungsform der 1 kombiniert werden. Das heißt, es können in dem Kühlpfad 10 sowohl die spiralförmige Rippe 16 als auch der Turbulator 17 vorgesehen sein.Turbulators can be produced inexpensively and thus enable a cooling path in which the cooling medium is transported around the outside of the stator to be implemented simply and inexpensively. The turbulent flow pattern makes it possible to increase the removal of heat, since the cooling medium is forced to flow around the area of the stator to be cooled for a longer time. The embodiment of the 3rd can optionally also with the embodiment of the 1 be combined. That is, it can be in the cooling path 10 both the spiral rib 16 as well as the turbulator 17th be provided.

Gemäß den Ausführungsformen der 1 bis 3 ist der Stator 3 durch eine Kartusche 5 begrenzt, die das Eindringen von Kühlmedium in das Innere des Stators verhindert. Alternativ ist es auch möglich, dass die Kartusche weggelassen wird und stattdessen eine für das Kühlmedium undurchlässige Beschichtung an der Außenseite des Stators vorgesehen ist, wie z.B. eine keramische oder eine metallische Beschichtung. Auf diese Weise kann der Wärmeübertrag zwischen Stator und Kühlmedium nochmals erhöht werden und eine zusätzliche Steigerung des Wärmeabtransports durch das Kühlmedium erreicht werden.According to the embodiments of the 1 to 3rd is the stator 3rd through a cartridge 5 limited, which prevents the penetration of cooling medium into the interior of the stator. Alternatively, it is also possible that the cartridge is omitted and instead a coating impermeable to the cooling medium is provided on the outside of the stator, such as a ceramic or a metallic coating. In this way, the heat transfer between the stator and the cooling medium can be increased again and an additional increase in the heat removal through the cooling medium can be achieved.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird ein Kühlkreislauf in einem Elektromotor geschaffen, der einen lokal begrenzten Kühlpfad für den Stator umfasst. Um den Transport von Kühlmedium in diesem Kühlpfad um die Außenseite des Stators zu bewirken, kann je nach Ausgestaltung eine spiralförmige Rippe und/oder ein Turbulator genutzt werden. Darüber hinaus kann der Kühlkreislauf auch dazu verwendet werden, die Elektronik im Elektromotor mit zu kühlen, was zu einer Reduzierung von Bauraum und zur Einsparung von Kosten führt. Ferner kann die Kühlung des Stators weiter dadurch verbessert werden, dass der Stator nicht in einer Kartusche angeordnet wird, sondern mit einer für das Kühlmedium undurchlässigen Außenbeschichtung versehen ist.The embodiments of the invention described above have a number of advantages. In particular, a cooling circuit is created in an electric motor, which includes a locally limited cooling path for the stator. In order to transport cooling medium in this cooling path around the outside of the stator, depending on the configuration, a spiral rib and / or a turbulator can be used. In addition, the cooling circuit can also be used to cool the electronics in the electric motor, which leads to a reduction in installation space and cost savings. Furthermore, the cooling of the stator can be further improved in that the stator is not arranged in a cartridge, but rather is provided with an outer coating that is impermeable to the cooling medium.

BezugszeichenlisteReference list

11: ElektromotorElectric motor
22nd: MotorgehäuseMotor housing
33rd: Statorstator
44th: Rotorrotor
55: Kartuschecartridge
66: Außenseite der KartuscheOutside of the cartridge
77: EinlassöffnungInlet opening
88th: KühlabschnittCooling section
99: ZulaufIntake
1010th: KühlpfadCooling path
1111: KühlkörperHeatsink
1212th: PinsPins
1313: elektronische Vorrichtungelectronic device
1414: O-RingO-ring
1515: UmlenkstopfenDeflection plug
1616: spiralförmige Rippespiral rib
1717th: AuslassOutlet
1818th: O-RingO-ring
1919th: TurbulatorTurbulator
AA: DrehachseAxis of rotation
PP: Pfeilarrow
SY1, SY2SY1, SY2: Symbole zur Anzeige der FlussrichtungFlow direction icons

Claims

Electric motor, in particular for driving an oil pump, comprising an external stator (3) which is arranged around an internal rotor (4), the stator (3) and the rotor (4) being in an axial direction along an axis of rotation (A) extend around which the rotor (4) rotates during operation of the electric motor (1), and wherein the stator (3) and the rotor (4) are arranged in a motor housing (2) in which a cooling circuit (7, 8, 9 , 10, 17) for guiding cooling medium, characterized in that the cooling circuit (7, 8, 9, 10, 17) comprises a cooling path (10) which, for cooling the stator (3), is adjacent to the outside (6 ), which delimits the stator (3) in the radial direction with respect to the axis of rotation (A), the cooling path (10) being designed such that the cooling medium in the circumferential direction with respect to the axis of rotation (A) around the outside (5a ) of the stator (3) is transported around.

Electric motor after Claim 1 , characterized in that the cooling path (10) is limited in the axial direction by two opposite ends of the stator (3).

Electric motor after Claim 1 or 2nd , characterized in that the motor housing (2) comprises one or more ribs (16) running spirally on the outside (6) of the stator (3), which are part of the cooling path (10) and the transport of the cooling medium around the outside (6 ) around the stator (3).

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a turbulator (19) is provided in the cooling path (10), which is designed such that it swirls the flow of the cooling medium in the cooling path (10) so that the transport of the cooling medium around the Outside (6) of the stator (3) is effected around.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulator (19) is an insert which is positioned in the cooling path (10).

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (1) comprises an electronic device (13) for its control, the cooling circuit including a cooling section (8) which is guided past the electronic device (13) in order to control it To effect cooling.

Electric motor after Claim 6 , characterized in that the cooling section (8) is provided adjacent to an inlet opening (7) for supplying the cooling medium to the cooling circuit in the motor housing (2).

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the stator (3) is delimited by an outer housing (5) impermeable to the cooling medium, the outer surface of which forms the outer side (6) of the stator (3).

Electric motor according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the stator (3) has an outer coating which is impermeable to the cooling medium and forms its outside (6).

Electric motor after Claim 9 , characterized in that the outer coating is a ceramic and / or metallic coating.