DE102019215474A1

DE102019215474A1 - Electric machine

Info

Publication number: DE102019215474A1
Application number: DE102019215474.3A
Authority: DE
Inventors: Rosa Pasberg; Joachim Paar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) aufweisend einen Stator (2) mit einer Mittelachse (100), wobei der Stator (2) ein erstes Lagerschild (3), ein zweites Lagerschild (4) und zumindest ein Blechlamellenpaket (5) aufweist, wobei das Blechlamellenpaket (5) entlang der Mittelachse (100) zwischen dem ersten Lagerschild (3) und dem zweiten Lagerschild (4) angeordnet ist, und wobei durch das Blechlamellenpaket (5) eine Vielzahl von separaten Kühlrohren (6) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kühlrohr (6) von dem ersten Lagerschild (3) zu dem zweiten Lagerschild (4) verläuft, dass jedes Kühlrohr (6) eine I-Form bzw. Stabform oder eine U-Form aufweist, dass freie Enden (7) jedes Kühlrohrs (6) an dem ersten Lagerschild (3) und/oder an dem zweiten Lagerschild (4) mechanisch befestigt sind und dass die Kühlrohre (6) über in den Lagerschilden (3,4) ausgebildete Umlenkkanäle (12) zu einem mäanderförmigen Kühlkanal fluidverbunden sind.The present invention relates to an electrical machine (1) comprising a stator (2) with a central axis (100), the stator (2) having a first end shield (3), a second end shield (4) and at least one lamellae pack (5) , wherein the lamination stack (5) is arranged along the central axis (100) between the first bearing plate (3) and the second bearing plate (4), and wherein a plurality of separate cooling tubes (6) run through the lamination stack (5), characterized in that that each cooling tube (6) runs from the first end shield (3) to the second end shield (4), that each cooling tube (6) has an I-shape or rod shape or a U-shape, that free ends (7) each Cooling tube (6) are mechanically attached to the first end shield (3) and / or to the second end shield (4) and that the cooling tubes (6) are fluidly connected via deflection channels (12) formed in the end shields (3, 4) to form a meander-shaped cooling channel are.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine. Insbesondere weist die elektrische Maschine eine verbesserte und vereinfachte Kühlung auf.The present invention relates to an electrical machine. In particular, the electrical machine has improved and simplified cooling.

Aus dem Stand der Technik sind elektrische Maschinen bekannt. Außerdem ist bekannt, dass elektrische Maschinen Abwärme produzieren, die durch ein Kühlsystem abzuführen ist. Beispielsweise zeigen die Dokumente DE 10 2006 044 963 B3 , DE 10 2015 012 913 A1 und US 2004/0012272 A1 elektrische Maschinen mit entsprechenden Kühlsystemen.Electrical machines are known from the prior art. It is also known that electrical machines produce waste heat that has to be dissipated through a cooling system. For example, the documents show DE 10 2006 044 963 B3 , DE 10 2015 012 913 A1 and US 2004/0012272 A1 electrical machines with appropriate cooling systems.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine verwendet durch zumindest ein Blechlamellenpaket des Stators geführte Kühlrohre in I-Form oder U-Form. Insbesondere wird auf ein Gehäuse mit Kühlkanal verzichtet, indem ein innengekühltes Blechlamellenpaket bereitgestellt wird. Die Fixierung der Kühlrohre erfolgt durch die Lagerschilde, wodurch sich ein einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt, der eine sichere und zuverlässige Kühlung des Stators ermöglicht.The electrical machine according to the invention uses cooling tubes in an I-shape or U-shape that are guided through at least one laminated core of the stator. In particular, a housing with a cooling channel is dispensed with in that an internally cooled lamellae pack is provided. The cooling tubes are fixed in place by the end shields, which results in a simple and cost-effective structure that enables safe and reliable cooling of the stator.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine weist einen Stator mit einer Mittelachse auf. Insbesondere erstreckt sich der Stator um besagte Mittelachse. Die Mittelachse ist bevorzugt außerdem eine Rotationsachse eines Rotors der elektrischen Maschine. Der Stator weist ein erstes Lagerschild und ein zweites Lagerschild sowie zumindest ein Blechlamellenpaket auf. Das zumindest eine Blechlamellenpaket ist entlang der Mittelachse zwischen dem ersten Lagerschild und dem zweiten Lagerschild angeordnet.The electrical machine according to the invention has a stator with a central axis. In particular, the stator extends around said central axis. The central axis is also preferably an axis of rotation of a rotor of the electrical machine. The stator has a first end shield and a second end shield, as well as at least one lamination stack. The at least one lamination packet is arranged along the central axis between the first end shield and the second end shield.

Es ist außerdem vorgesehen, dass durch das Blechlamellenpaket eine Vielzahl von separaten Kühlrohren verlaufen. Das Blechlamellenpaket weist hierzu bevorzugt eine Vielzahl von Bohrungen oder anderweitige Ausnehmungen auf, durch die die Vielzahl von Kühlrohren geführt sind. Insbesondere ist jedes Kühlrohr in einer eigenen Bohrung oder Ausnehmung des Blechlamellenpakets geführt. Auf diese Weise ist insbesondere ein größtmöglicher Wärmeübergang zwischen dem Blechlamellenpaket und dem jeweiligen Kühlrohr erreichbar.It is also provided that a large number of separate cooling tubes run through the laminated core. For this purpose, the laminated core pack preferably has a large number of bores or other recesses through which the large number of cooling tubes are guided. In particular, each cooling tube is guided in its own bore or recess in the laminated core. In this way, in particular, the greatest possible heat transfer between the laminated core and the respective cooling tube can be achieved.

Jedes Kühlrohr verläuft von dem ersten Lagerschild zu dem zweiten Lagerschild und dadurch vollständig durch das zumindest eine Blechpaket. Außerdem weist jedes Kühlrohr eine I-Form bzw. Stabform oder eine U-Form auf. Freie Enden jedes Kühlrohrs sind an dem ersten Lagerschild und/oder an dem zweiten Lagerschild mechanisch befestigt. Außerdem sind besagte freie Enden an dem zweiten Lagerschild und/oder an dem ersten Lagerschild über in den Lagerschilden ausgebildete Umlenkkanäle zu einem durchgängigen Kühlkanalfluid verbunden. Somit ergibt sich insbesondere ein mäanderförmig, durchgängiger Kühlkanal durch die elektrische Maschine, insbesondere durch das Blechlamellenpaket des Stators. Der durchgängige Kühlkanal erstreckt sich dabei bevorzugt von einem freien Ende eines des Kühlrohrs, das als Einlass dient, zu einem anderen freien Ende eines anderen Kühlrohrs, das als Auslass dient.Each cooling tube runs from the first end shield to the second end shield and thereby completely through the at least one laminated core. In addition, each cooling tube has an I-shape or a rod shape or a U-shape. Free ends of each cooling tube are mechanically attached to the first end shield and / or to the second end shield. In addition, said free ends are connected to the second end shield and / or to the first end shield via deflection channels formed in the end shields to form a continuous cooling channel fluid. In particular, this results in a meandering, continuous cooling channel through the electrical machine, in particular through the laminated core of the stator. The continuous cooling channel preferably extends from a free end of one of the cooling tubes, which is used as an inlet, to another free end of another cooling tube, which is used as an outlet.

Ein freies Ende eines Kühlrohrs ist ein solches Ende, an dem das Kühlrohr Fluid aufnehmen oder abgeben kann. Die freien Enden sind somit bei der I-Form des Kühlrohrs an gegenüberliegenden Enden angeordnet, bei einer U-Form hingegen an derselben Seite.A free end of a cooling tube is such an end at which the cooling tube can take up or release fluid. The free ends are thus arranged at opposite ends in the case of the I-shape of the cooling tube, but on the same side in the case of a U-shape.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The subclaims contain preferred developments of the invention.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die freien Enden der Kühlrohre ein Außengewinde aufweisen. Dieses Außengewinde ist mit einem Gegengewinde eines zusätzlichen Befestigungselements verbunden, indem besagtes Außengewinde mit dem Gegengewinde in Eingriff steht. Auf diese Weise ist das jeweilige freie Ende mit dem ersten Lagerschild oder dem zweiten Lagerschild mechanisch verbunden. Außerdem sind auf diese Weise Zuganker gebildet. Bei dem Befestigungselement handelt es sich insbesondere um eine Schraubenmutter, die besonders vorteilhaft in einem der Umlenkkanäle angeordnet ist. Außengewinde und Gegengewinde stehen derart in Eingriff, dass das Blechlamellenpaket in axialer Richtung bezüglich der Mittelachse zwischen den Lagerschilden verspannt ist. Somit ist das Kühlrohr lediglich durch eine Bohrung oder sonstige Ausnehmung des ersten Lagerschilds oder zweiten Lagerschilds zu führen und anschließend mit dem Befestigungselement zu verschrauben. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Lagerschild und dem Kühlrohr mit aufgeschraubten Befestigungselement erreicht. In jedem Fall ist eine zuverlässige mechanische Verbindung vorhanden. Durch das Außengewinde ist außerdem ein Fluidfluss durch das Kühlrohr nicht gestört. Jedes Kühlrohr oder zumindest ein Teil der Kühlrohre ist daher vorteilhafterweise als Zuganker ausgeführt. Somit dient zumindest ein Teil der Kühlrohre als mechanische Fixierung des Blechlamellenpakets zwischen dem ersten Lagerschild und dem zweiten Lagerschild. Auf zusätzliche Zuganker kann verzichtet werden. Somit ist ein einfacher Aufbau des Stators erreicht, wodurch die elektrische Maschine einfach und kostengünstig herstellbar ist. In einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung können zusätzliche Zuganker vorhanden sein, die sich zwischen dem ersten Lagerschild und dem zweiten Lagerschild durch das Blechlamellenpaket erstrecken.It is preferably provided that the free ends of the cooling tubes have an external thread. This external thread is connected to a mating thread of an additional fastening element in that said external thread is in engagement with the mating thread. In this way, the respective free end is mechanically connected to the first end shield or the second end shield. In addition, tie rods are formed in this way. The fastening element is in particular a screw nut which is particularly advantageously arranged in one of the deflection channels. The external thread and mating thread are in engagement in such a way that the laminated core is braced in the axial direction with respect to the central axis between the end shields. Thus, the cooling tube is only to be guided through a bore or other recess in the first end shield or second end shield and then screwed to the fastening element. As a result, a positive connection is achieved between the respective end shield and the cooling tube with the fastening element screwed on. There is always a reliable mechanical connection. In addition, the external thread does not interfere with the flow of fluid through the cooling tube. Each cooling pipe or at least a part of the cooling pipe is therefore advantageously designed as a tie rod. Thus, at least some of the cooling tubes serve as a mechanical fixation of the laminated core between the first end shield and the second end shield. There is no need for additional tie rods. A simple structure of the stator is thus achieved, as a result of which the electrical machine can be produced simply and inexpensively. In a preferred alternative embodiment, additional tie rods can be present, which are located between the first end shield and the second end shield extend through the laminated core.

Vorteilhafterweise weist jedes Kühlrohr in U-Form zwei freie Enden auf einer ersten Seite auf. Auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ist ein Umlenkende angebracht. Dadurch ist besagte U-Form realisiert. Das Umlenkende ist mit dem ersten Lagerschild oder dem zweiten Lagerschild formschlüssig verbunden.Advantageously, each U-shaped cooling tube has two free ends on a first side. A deflecting end is attached to a second side opposite the first side. As a result, the said U-shape is realized. The deflecting end is positively connected to the first end shield or the second end shield.

Jedes Kühlrohr weist bevorzugt ein oder zwei stabförmige Rohrschenkel auf. Insbesondere verlaufen diese Rohrschenkel durch einen Durchgangskanal des ersten Lagerschilds oder des zweiten Lagerschilds. Bevorzugt verlaufen diese Rohrschenkel auch durch einen Durchgangskanal des Blechlamellenpakets. Somit kann das Umlenkende an dem ersten Lagerschild oder dem zweiten Lagerschild anliegen und dadurch eine formschlüssige Verbindung herstellen. Die freien Enden sind, insbesondere wie zuvor beschrieben, durch Verschrauben mit dem jeweils anderen Lagerschild mechanisch verbunden. Insbesondere ist auf diese Art eine Stabilität des gesamten Stators der elektrischen Maschine hergestellt.Each cooling tube preferably has one or two rod-shaped tube legs. In particular, these pipe legs run through a passage channel of the first end shield or the second end shield. These pipe legs preferably also run through a through-channel of the laminated core. Thus, the deflecting end can rest against the first end shield or the second end shield and thereby establish a form-fitting connection. The free ends are, in particular as described above, mechanically connected to the respective other end shield by screwing. In particular, the entire stator of the electrical machine is stable in this way.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlrohre in U-Form einstückig ausgebildet. Alternativ sind die Kühlrohre in U-Form aus zumindest drei Teilstücken zusammengesetzt. Diese drei Teilstücke sind zwei stabförmige Rohrabschnitte und einen das Umlenkende bildenden Umlenkabschnitt. Die Teilstücke sind formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder weitschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere sind die einzelnen Teilstücke fluiddicht verbunden und bilden somit das Kühlrohr in U-Form.In a further preferred embodiment, the cooling tubes are designed in one piece in a U-shape. Alternatively, the cooling tubes are composed of at least three sections in a U shape. These three sections are two rod-shaped pipe sections and a deflection section forming the deflection end. The sections are positively and / or cohesively and / or extensively connected to one another. In particular, the individual sections are connected in a fluid-tight manner and thus form the cooling tube in a U-shape.

Das Umlenkende jedes U-förmigen Kühlrohrs ist vorteilhafterweise in einer Nut des ersten Lagerschilds und/oder zweiten Lagerschilds angeordnet. Insbesondere ist aufgrund des Umlenkendes keinerlei Fluidführung durch das jeweilige Lagerschild notwendig. Daher kann das entsprechende Lagerschild an dem das Umlenkende angeordnet ist, lediglich eine Nut aufweisen, an der das Umlenkende seinen Platz finden kann. Besagte Nut kann sich vorteilhafterweise vollständig in einer Richtung entlang der Mittelachse durch das jeweilige Lagerschild erstrecken. Auch eine lediglich teilweise Erstreckung durch das jeweilige Lagerschild ist möglich.The deflecting end of each U-shaped cooling tube is advantageously arranged in a groove in the first end shield and / or the second end shield. In particular, because of the deflecting end, no fluid guidance whatsoever is necessary through the respective end shield. The corresponding bearing plate on which the deflecting end is arranged can therefore only have one groove in which the deflecting end can find its place. Said groove can advantageously extend completely in one direction along the central axis through the respective end shield. An only partial extension through the respective end shield is also possible.

Das erste Lagerschild und/oder das zweite Lagerschild weisen vorteilhafterweise mehrere Umlenkkanäle auf. Freie Enden zweier verschiedener Kühlrohre münden in jeweils einem Umlenkkanal. Dadurch ist erreichbar, dass durch den Umlenkkanal die darin mündenden freien Enden fluidverbunden werden. Somit sind die beiden Kühlrohre, deren freien Enden in besagtem Kühlkanal enden, fluidverbunden. Durch entsprechendes Verbinden stets zweier freier Enden verschiedener Kühlrohre mittels Umlenkkanälen lässt sich somit der mäanderförmige Kühlkanal der elektrischen Maschine erreichen. Die Umlenkkanäle in den jeweiligen Lagerschildern sind bevorzugt durch Nuten gebildet.The first end shield and / or the second end shield advantageously have a plurality of deflection channels. Free ends of two different cooling tubes each open into a deflection channel. It can thereby be achieved that the free ends opening into it are fluidly connected through the deflection channel. Thus, the two cooling tubes, the free ends of which end in said cooling channel, are fluidly connected. The meandering cooling channel of the electrical machine can thus be achieved by always connecting two free ends of different cooling tubes appropriately by means of deflection channels. The deflection channels in the respective end shields are preferably formed by grooves.

Ein freies Ende eines der Kühlrohre ist bevorzugt mit einem Fluideinlass des ersten Lagerschilds fluidverbunden. Ein freies Ende eines anderen der Kühlrohre ist vorteilhafterweise mit einem Fluidauslass des ersten Lagerschilds fluidverbunden. Somit ist erreicht, dass ein Fluid, insbesondere ein Kühlmittel, in den durch die Kühlrohre und Lagerschilde gebildeten Kühlkanal eingegeben und aus diesem entnommen werden kann. Somit kann das erste Lagerschild über den Fluideinlass und den Fluidauslass an ein Kühlsystem angeschlossen werden. Die beiden dem Fluideinlass oder dem Fluidauslass zugeordneten Kühlrohre münden insbesondere in denselben Umlenkkanal.A free end of one of the cooling tubes is preferably fluidly connected to a fluid inlet of the first end shield. A free end of another of the cooling tubes is advantageously fluidly connected to a fluid outlet of the first end shield. It is thus achieved that a fluid, in particular a coolant, can be introduced into and removed from the cooling channel formed by the cooling tubes and end shields. The first bearing plate can thus be connected to a cooling system via the fluid inlet and the fluid outlet. The two cooling tubes assigned to the fluid inlet or the fluid outlet in particular open into the same deflection channel.

In einer weiteren Ausführungsform sind vorteilhafterweise zumindest zwei Kühlrohre derart angeordnet, dass diese zueinander gewinkelt durch das Blechlamellenpaket verlaufen und somit eine V-Form bilden. Besonders bevorzugt sind sämtliche Kühlrohre jeweils zueinander gewinkelt, sodass jedes Kühlrohr zu seinem benachbarten Kühlrohr eine V-Form aufweist. Vorteilhafterweise verlaufen hierzu die zur Aufnahme der Kühlrohre vorgesehenen Durchgangskanäle des Blechlamellenpakets in axialer Richtung bezüglich der Mittelachse oder unter einem Winkel zur axialen Richtung.In a further embodiment, at least two cooling tubes are advantageously arranged in such a way that they run at an angle to one another through the laminated core and thus form a V shape. All cooling tubes are particularly preferably angled to one another so that each cooling tube has a V-shape to its adjacent cooling tube. For this purpose, the through channels of the lamination stack provided for receiving the cooling tubes advantageously run in the axial direction with respect to the central axis or at an angle to the axial direction.

In einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt ist eine erste Gruppe der Kühlrohre derart angeordnet, dass diese einen ersten Abstand zu der Mittelachse aufweisen. Eine zweite Gruppe der Kühlrohre ist bevorzugt derart angeordnet, dass diese einen zweiten Abstand zur Mittelachse aufweist. Jedes Kühlrohr der elektrischen Maschine lässt sich bevorzugt entweder der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe zuordnen. Somit ist eine mehrspurige Anordnung der Kühlrohre durch das Blechlamellenpaket realisiert. Der erste Abstand ist dabei größer als der zweite Abstand. Damit handelt es sich bei den Kühlrohren der ersten Gruppe um äußere Kühlrohre und bei Kühlrohren der zweiten Gruppe oben genannter Kühlrohre.In a further embodiment, a first group of the cooling tubes is preferably arranged in such a way that they are at a first distance from the central axis. A second group of the cooling tubes is preferably arranged in such a way that it is at a second distance from the central axis. Each cooling pipe of the electrical machine can preferably be assigned to either the first group or the second group. Thus, a multi-lane arrangement of the cooling tubes is realized through the sheet metal lamella pack. The first distance is greater than the second distance. The cooling tubes of the first group are therefore outer cooling tubes and the cooling tubes of the second group are the cooling tubes mentioned above.

Die Kühlrohre sind besonders vorteilhaft derart durch das erste Lagerschild und das zweite Lagerschild fluidverbunden, dass ein Kühlmittel zunächst alle Kühlrohre der ersten Gruppe und anschließend alle Kühlrohre der zweiten Gruppe durchläuft. Alternativ sind die Kühlrohre derart durch das erste Lagerschild und das zweite Lagerschild verbunden, dass zunächst alle Kühlrohre der zweiten Gruppe und anschließend die Kühlrohre der ersten Gruppe durchlaufen werden. In einer weiteren Alternative ist vorgesehen, dass die Kühlrohre durch das erste Lagerschild und das zweite Lagerschild derart fluidverbunden sind, dass abwechselnd ein Kühlrohr der ersten Gruppe und ein Kühlrohr der zweiten Gruppe durchlaufen werden. Somit lassen sich die einzelnen Kühlrohre auch bei einem mehrspurigen Anordnen beliebig miteinander kombinieren. Damit kann eine optimale Kühlstrategie erreicht werden.The cooling tubes are particularly advantageously fluidly connected by the first end shield and the second end shield in such a way that a coolant first passes through all the cooling tubes in the first group and then through all the cooling tubes in the second group. Alternatively, the cooling tubes are connected by the first end shield and the second end shield that initially all the cooling tubes of the second group and then the cooling tubes of the first group are passed through. In a further alternative, it is provided that the cooling tubes are fluidly connected by the first bearing plate and the second bearing plate in such a way that a cooling tube of the first group and a cooling tube of the second group are passed through alternately. In this way, the individual cooling tubes can be combined with one another as required, even with a multi-lane arrangement. This enables an optimal cooling strategy to be achieved.

Bevorzugt weisen das erste Lagerschild und/oder das zweite Lagerschild jeweils ein erstes Teilelement und ein zweites Teilelement auf. Die Umlenkkanäle sind jeweils in dem ersten Teilbereich ausgebildet. Der jeweilige zweite Teilbereich ist als die Kühlkanäle verschließendes Plattenelement ausgebildet. Das Plattenelement liegt besonders vorteilhaft an dem Blechlamellenpaket an.The first bearing plate and / or the second bearing plate preferably each have a first sub-element and a second sub-element. The deflection channels are each formed in the first sub-area. The respective second sub-area is designed as a plate element which closes the cooling channels. The plate element rests particularly advantageously on the laminated sheet package.

Ein Außenumfang des Blechlamellenpaketes bildet insbesondere einen Gehäusemantel der elektrischen Maschine. Somit ist eine gehäuselose elektrische Maschine gebildet. Diese ist einfach und aufwandsarm zu montieren, wobei außerdem ein Gewicht der elektrischen Maschine reduziert ist.An outer circumference of the laminated core forms, in particular, a housing jacket of the electrical machine. An electrical machine without a housing is thus formed. This is easy to assemble with little effort, and the weight of the electrical machine is also reduced.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische Abbildung einer elektrischen Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine weitere schematische Ansicht der elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine schematische Schnittansicht der Kühlrohre der elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 eine schematische räumliche Schnittansicht der elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine weitere schematische räumliche Schnittansicht der elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 eine schematische Ansicht einer elektrischen Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 eine weitere schematische Ansicht der elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8 eine schematische Schnittansicht der Kühlrohre der elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9 eine schematische räumliche Darstellung eines Teils der elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
10 eine schematische Darstellung eines Stators einer elektrischen Maschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
11 eine schematische Darstellung eines Stators einer elektrischen Maschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
12 eine schematische Darstellung eines Stators einer elektrischen Maschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung und
13 eine weitere schematische Darstellung des Stators der elektrischen Maschine gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 a schematic illustration of an electrical machine according to a first embodiment of the invention,
2 a further schematic view of the electrical machine according to the first embodiment of the invention,
3 a schematic sectional view of the cooling tubes of the electrical machine according to the first embodiment of the invention,
4th a schematic three-dimensional sectional view of the electrical machine according to the first embodiment,
5 a further schematic three-dimensional sectional view of the electrical machine according to the first embodiment of the invention,
6th a schematic view of an electrical machine according to a second embodiment of the invention,
7th a further schematic view of the electrical machine according to the second embodiment of the invention,
8th a schematic sectional view of the cooling tubes of the electrical machine according to the second embodiment of the invention,
9 a schematic spatial representation of part of the electrical machine according to the second embodiment of the invention,
10 a schematic representation of a stator of an electrical machine according to a third embodiment of the invention,
11 a schematic representation of a stator of an electrical machine according to a fourth embodiment of the invention,
12th a schematic representation of a stator of an electrical machine according to a fifth embodiment of the invention and
13th a further schematic representation of the stator of the electrical machine according to the fifth embodiment of the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

1 zeigt schematisch eine elektrische Maschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 sowie einen Rotor 15 auf, wobei der Rotor 15 durch den Stator 2 antreibbar ist. Rotor 15 und Stator 2 weisen eine Mittelachse 100 auf, die gleichzeitige Rotationsachse des Rotors 15 ist. 1 shows schematically an electrical machine 1 according to a first embodiment of the invention. The electric machine 1 has a stator 2 as well as a rotor 15th on, with the rotor 15th through the stator 2 is drivable. rotor 15th and stator 2 have a central axis 100 on, the simultaneous axis of rotation of the rotor 15th is.

Der Stator 2 umfasst ein erstes Lagerschild 3 und ein zweites Lagerschild 4. Zwischen dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 ist zumindest ein Blechlamellenpaket 5 angeordnet. Das Blechlamellenpaket 5 dient insbesondere zur Aufnahme einer nicht gezeigten Statorwicklung, durch die magnetische Felder erzeugbar sind, die zum Antreiben des Rotors 15 dienen. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Außenumfang des Blechlamellenpakets 5 einen Gehäusemantel der elektrischen Maschine 1 bildet, sodass eine gehäuselose elektrische Maschine 1 vorliegt, die neben dem Stator 2 kein zusätzliches Gehäuse aufweist. Der Rotor 15 ist an dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 gelagert.The stator 2 includes a first end shield 3 and a second end shield 4th . Between the first end shield 3 and the second end shield 4th is at least a laminated sheet package 5 arranged. The sheet metal package 5 serves in particular to accommodate a stator winding, not shown, by means of which magnetic fields can be generated which are used to drive the rotor 15th serve. In addition, it is preferably provided that an outer circumference of the lamination stack 5 a housing jacket of the electrical machine 1 forms, so that an electrical machine without a housing 1 present next to the stator 2 has no additional housing. The rotor 15th is on the first end shield 3 and the second end shield 4th stored.

Durch das Blechlamellenpaket 5 verläuft eine Vielzahl von Kühlrohren 6. Insbesondere weist das Blechlamellenpaket 5 mehrere Durchgangsbohrungen auf, durch die besagte Kühlrohre 6 gesteckt sind. Dadurch erstrecken sich die Kühlrohre 6 von dem ersten Lagerschild 3 zu dem zweiten Lagerschild 4. Sowohl am ersten Lagerschild 3 als auch am zweiten Lagerschild 4 sind freie Enden 7 jedes Kühlrohrs 6 mechanisch befestigt. Außerdem erfolgt eine Fluidverbindung der freien Enden 7 der Kühlrohre 6 durch das erste Lagerschild 3 und das zweite Lagerschild 4, sodass sich ein mäanderförmiger Kühlkanal zwischen einem Fluideinlass 13 und einem Fluidauslass 14 des ersten Lagerschilds 3 ergibt.Through the sheet metal package 5 runs a multitude of cooling tubes 6th . In particular, the laminated core has 5 several through holes through the said cooling tubes 6th are plugged. This causes the cooling tubes to extend 6th from the first end shield 3 to the second end shield 4th . Both on the first bearing plate 3 as well as on the second end shield 4th are free ends 7th each cooling pipe 6th mechanically fastened. There is also a fluid connection between the free ends 7th the cooling pipes 6th through the first end shield 3 and the second end shield 4th so that there is a meandering cooling channel between a fluid inlet 13th and a fluid outlet 14th of the first end shield 3 results.

2 zeigt schematisch einen Schnitt A-A, wie in 1 angezeigt. 3 zeigt einen Schnitt B-B, wie in 2 angezeigt. Wie insbesondere in 3 dargestellt, handelt es sich bei den Kühlrohren 6 somit um Kühlrohre mit einer I-Form, wodurch eine erste Seite 200 des Kühlrohrs 6 ein freies Ende 7 aufweist, während ebenso eine der ersten Seite 200 gegenüberliegende zweite Seite 300 des Kühlrohrs 6 ein freies Ende 7 aufweist. An den freien Enden 7 ist jeweils ein Außengewinde 10 angebracht. Die freien Enden 7 ragen in das erste Lagerschild 3 und in das zweite Lagerschild 4 hinein und enden in einem Umlenkkanal 12 des jeweiligen Lagerschilds 3, 4. Auf das Außengewinde 10 ist ein zusätzliches Befestigungselement 11 in Form einer Schraubenmutter aufgeschraubt. Dadurch ergibt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen Kühlrohr 6 und erstem Lagerschild 3 sowie zweitem Lagerschild 4. Besonders vorteilhaft ist außerdem vorgesehen, dass die Kühlrohre 6 als Zuganker dienen und somit das zumindest eine Blechlamellenpaket 5 mechanisch zwischen dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 fixieren. Ebenso ist möglich, dass zusätzliche Zuganker verwendet werden. Außerdem ist alternativ möglich, dass die Kühlrohre 6 an zumindest einem freien Ende 7 mit ihrem Außengewinde 10 in ein Gegengewinde des jeweiligen Lagerschilds 3, 4 eingeschraubt sind. 2 shows schematically a section AA, as in FIG 1 displayed. 3 shows a section BB, as in FIG 2 displayed. As in particular in 3 shown, it concerns the cooling tubes 6th thus around cooling tubes with an I-shape, creating a first side 200 of the cooling pipe 6th a free end 7th has, while also one of the first side 200 opposite second side 300 of the cooling pipe 6th a free end 7th having. At the free ends 7th is an external thread 10 appropriate. The free ends 7th protrude into the first bearing plate 3 and in the second end shield 4th into it and end in a deflection channel 12th of the respective end shield 3 , 4th . On the external thread 10 is an additional fastening element 11 screwed on in the form of a screw nut. This results in a form-fitting connection between the cooling tube 6th and first bearing plate 3 as well as the second bearing plate 4th . It is also particularly advantageous that the cooling tubes 6th serve as tie rods and thus the at least one laminated core 5 mechanically between the first end shield 3 and the second end shield 4th fix. It is also possible to use additional tie rods. It is also alternatively possible that the cooling tubes 6th at at least one free end 7th with their external thread 10 into a mating thread of the respective end shield 3 , 4th are screwed in.

Das erste Lagerschild 3 weist einen ersten Teilbereich 3.1 und einen zweiten Teilbereich 3.2 auf. Ebenso weist auch das zweite Lagerschild 4 einen ersten Teilbereich 4.1 und einen zweiten Teilbereich 4.2 auf. Die Umlenkkanäle 12 sind in den jeweiligen ersten Teilbereichen 3.1, 4.1 ausgebildet. Die jeweiligen zweiten Teilbereiche 3.2, 4.2 dienen als Abdeckung der Umlenkkanäle und sind plattenförmige ausgebildet. Diese Abdeckung, d.h. die jeweiligen zweiten Teilbereiche 3.2, 4.2 können dem Blechlamellenpaket 5 zugewandt (vgl. 4 und 6) oder dem Blechlamellenpaket 5 abgewandt (vgl. 1) ausgebildet sein.The first bearing shield 3 has a first sub-area 3.1 and a second sub-area 3.2 on. The second bearing plate also has 4th a first sub-area 4.1 and a second sub-area 4.2 on. The deflection channels 12th are in the respective first sub-areas 3.1 , 4.1 educated. The respective second sub-areas 3.2 , 4.2 serve as a cover for the deflection channels and are plate-shaped. This cover, ie the respective second sub-areas 3.2 , 4.2 can use the sheet metal package 5 facing (cf. 4th and 6th ) or the sheet metal package 5 turned away (cf. 1 ) be trained.

Durch die Umlenkkanäle 12 ist, wie insbesondere in 2 dargestellt, eine Fluidverbindung zweier freier Enden 7 zweier unterschiedlicher Kühlrohre 6 hergestellt. Durch entsprechende Anordnung der Verbindungskanäle 12 in dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 lässt sich somit erreichen, dass der Kühlkanal durch die elektrische Maschine 1 mäanderförmig ausgestaltet ist. Dadurch ist eine effektive Kühlung des Blechlamellenpakets 5 erreicht.Through the deflection channels 12th is, as in particular in 2 shown, a fluid connection of two free ends 7th two different cooling tubes 6th produced. By arranging the connecting channels accordingly 12th in the first bearing plate 3 and the second end shield 4th can thus be achieved that the cooling channel through the electrical machine 1 Is designed in a meandering shape. This ensures effective cooling of the laminated core 5 reached.

Das Blechlamellenpaket 5 weist somit eine Innenkühlung auf. Auf einen zusätzlichen Kühlmantel, der als Gehäuseelement zwischen dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 anzuordnen wäre, kann somit verzichtet werden. Der Aufbau der elektrischen Maschine 1 ist damit vereinfacht.The sheet metal package 5 thus has internal cooling. On an additional cooling jacket, which acts as a housing element between the first end shield 3 and the second end shield 4th would have to be ordered, can therefore be dispensed with. The structure of the electrical machine 1 is thus simplified.

4 zeigt eine räumliche Schnittansicht der elektrischen Maschine 1 gemäß einer alternativen Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Ebenso zeigt 5 eine weitere räumliche Schnittansicht der elektrischen Maschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Als Unterschied zu den vorherigen Figuren ist lediglich eine andere Anordnung der jeweiligen Teilbereiche 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 der Lagerschilde 3, 4 vorhanden. Außerdem sind die Befestigungselemente 11 geringfügig unterschiedlich ausgebildet. Der grundsätzliche Aufbau ist jedoch identisch zu den vorherigen Figuren. Aus diesen beiden Figuren geht hervor, dass der Fluideinlass 13 des ersten Lagerschilds ebenso wie der Fluidauslass 14 des ersten Lagerschilds 3 mit jeweils einem freien Ende 7 eines der Kühlrohre 6 fluidverbunden ist.
Dadurch kann die elektrische Maschine 1 an ein externes Kühlsystem angeschlossen werden. Von dem Fluideinlass 13 durchläuft ein Kühlmittel mäanderförmig das Blechlamellenpaket 5, indem sämtliche Kühlrohre 6 durchlaufen werden, wobei benachbarte Kühlrohre 6 stets in entgegengesetzter Richtung durchströmt sind. Somit gelangt das Kühlmittel durch sämtliche Kühlrohre 6 schließlich zu dem Fluidauslass 14 und kann dort wieder ausgegeben werden. Die Umlenkkanäle 12 sind insbesondere in 5 räumlich dargestellt. Zur Vereinfachung der Herstellung des ersten Lagerschilds 3 kann auch an derjenigen Stelle, an der freie Enden 7 der Kühlrohre 6 mit Fluideinlass 13 und Fluidauslass 14 verbunden sind, ein Umlenkkanal 12 vorhanden sein. In den Umlenkkanal 12 reichen dann der Fluideinlass 13 und der Fluidauslass 14, die unmittelbar an den jeweiligen freien Enden 7 der Kühlrohre 6 anliegen. Somit kann das Fluid in besagten Umlenkkanal 12 nicht eintreten, sondern wird unmittelbar von dem Fluideinlass 13 an das entsprechende Kühlrohr 6 und von einem entsprechenden Kühlrohr 6 an den Fluidauslass 14 übertragen. 4th shows a three-dimensional sectional view of the electrical machine 1 according to an alternative embodiment of the first embodiment of the invention. Likewise shows 5 another three-dimensional sectional view of the electrical machine 1 according to the first embodiment of the invention. The only difference from the previous figures is a different arrangement of the respective partial areas 3.1 , 3.2 , 4.1 , 4.2 the end shields 3 , 4th available. Also are the fasteners 11 slightly different. The basic structure, however, is identical to the previous figures. From these two figures it can be seen that the fluid inlet 13th of the first end shield as well as the fluid outlet 14th of the first end shield 3 each with a free end 7th one of the cooling tubes 6th is fluid-connected.
This allows the electric machine 1 connected to an external cooling system. From the fluid inlet 13th a coolant runs through the laminated core in a meandering pattern 5 by removing all cooling pipes 6th be traversed, with adjacent cooling tubes 6th always flowed through in the opposite direction. The coolant thus passes through all cooling pipes 6th finally to the fluid outlet 14th and can be issued there again. The deflection channels 12th are particularly in 5 spatially represented. To simplify the manufacture of the first end shield 3 can also be at the point at the free ends 7th the cooling pipes 6th with fluid inlet 13th and fluid outlet 14th are connected, a deflection channel 12th to be available. In the deflection channel 12th then suffice the fluid inlet 13th and the fluid outlet 14th directly at the respective free ends 7th the cooling pipes 6th issue. Thus, the fluid can be in said deflection channel 12th does not enter but is immediately from the fluid inlet 13th to the corresponding cooling pipe 6th and from a corresponding cooling pipe 6th to the fluid outlet 14th transfer.

Die 6 bis 9 zeigen eine elektrische Maschine 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weisen die Kühlrohre 6 eine U-Form auf. 6 ist eine Ansicht analog zu 1, während 7 und 8 entsprechende Schnittansichten analog zu den 2 und 3 sind.The 6th to 9 show an electric machine 1 according to a second embodiment of the invention. In contrast to the first exemplary embodiment, the cooling tubes have 6th a U-shape. 6th is a view analogous to 1 , while 7th and 8th corresponding sectional views analogous to the 2 and 3 are.

Wie insbesondere in 8 gezeigt ist, ist durch die U-Form der Kühlrohre 6 erreicht, dass beide freien Enden 7 des Kühlrohrs 6 an einem ersten Ende 200 des Kühlrohrs 6 angeordnet sind, während an einem gegenüberliegenden zweiten Ende 300 ein Umlenkende 8 vorhanden ist. Somit steht das Kühlrohr 6 in der U-Form im Wesentlichen aus zwei I-förmigen Kühlrohren, die durch besagtes Umlenkende 8 gekoppelt sind. Es ist entweder vorgesehen, dass das Kühlrohr 6 in U-Form einstückig ausgebildet ist, alternativ kann das Kühlrohr 6 auch aus mehreren Teilabschnitten zusammengesetzt sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei stabförmige Rohrabschnitte 6.1 und ein Umlenkabschnitt 6.2 vorgesehen sind, die zu der U-Form verbunden sind.As in particular in 8th is shown by the U-shape of the cooling tubes 6th reaches that both free ends 7th of the cooling pipe 6th at a first end 200 of the cooling pipe 6th are arranged while at an opposite second end 300 a diverting one 8th is available. Thus the cooling pipe is standing 6th in the U-shape essentially from two I- shaped cooling tubes passing through said deflecting end 8th are coupled. It is either provided that the cooling pipe 6th is formed in one piece in a U-shape, alternatively the cooling tube 6th also be composed of several subsections. For example, it can be provided that two rod-shaped pipe sections 6.1 and a turning section 6.2 are provided, which are connected to the U-shape.

Die freien Enden 7 weisen wiederum ein Außengewinde 10 auf, auf das eine Schraubenmutter, die ein zusätzliches Befestigungselement 11 darstellt, aufgeschraubt werden können.The free ends 7th in turn have an external thread 10 on which a screw nut, which is an additional fastener 11 represents, can be screwed on.

Durch die Ausgestaltung der Kühlrohre 6 in U-Form verändert sich die Anbindung der Kühlrohre 6 an dem ersten Lagerschild 3 nicht. Hier sind nach wie vor lediglich freie Enden 7 vorhanden, sodass eine Befestigung der freien Enden 7 und eine entsprechende Verbindung freier Enden 7 verschiedener Kühlrohre 6 mittels eines Umlenkkanals 12 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel vorhanden ist. Lediglich das zweite Lagerschild 4 ist unterschiedlich ausgestaltet.Through the design of the cooling tubes 6th the connection of the cooling pipes changes in a U-shape 6th on the first bearing plate 3 Not. There are still only free ends here 7th present, so that the free ends are fastened 7th and a corresponding connection of free ends 7th various cooling tubes 6th by means of a deflection channel 12th is present analogously to the first embodiment. Only the second end shield 4th is designed differently.

Aufgrund der U-Form der Kühlrohre 6 ist in dem zweiten Lagerschild 4 keinerlei Umlenkkanal 12 vorzusehen. Vielmehr ist lediglich eine Nut 16 vorhanden, in der das Umlenkende 8 jedes Kühlrohrs 6 angeordnet ist. Dadurch ist der Aufbau des zweiten Lagerschilds 4 vereinfacht.Because of the U-shape of the cooling tubes 6th is in the second end shield 4th no deflection channel 12th to be provided. Rather, it is just a groove 16 present, in which the deflecting 8th each cooling pipe 6th is arranged. This is the structure of the second end shield 4th simplified.

9 zeigt schematisch die elektrische Maschine 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist auf eine Darstellung des zweiten Lagerschilds 4 verzichtet, sodass die Umlenkenden 8 der Kühlrohre 6 gezeigt sind. Auf diese Anordnung lässt sich das zweite Lagerschild 4 einfach und aufwandsarm aufsetzen, da die Umlenkenden 8 in besagten Nuten 16 einen Platz finden können. 9 shows schematically the electrical machine 1 according to the second embodiment. Here is a representation of the second end shield 4th waived, so that the diversion 8th the cooling pipes 6th are shown. The second end shield can be arranged in this way 4th Put on easily and with little effort, as the deflectors 8th in said grooves 16 can find a place.

Die Kühlrohre 6 können weiterhin als Zuganker ausgelegt werden, da diese einerseits mit dem ersten Lagerschild 3 aufgrund der Verschraubung verbunden sind, andererseits an dem gegenüberliegenden Ende des Blechlamellenpakets 5 oder des Lagerschilds 4 eine formschlüssige Verbindung bilden. Dies geschieht insbesondere aufgrund der Tatsache, dass die freien Enden 7 eines Kühlrohrs 6 durch jeweils eine Einzelbohrung 9 des Blechlamellenpakets 5 gesteckt sind, bis besagte freie Enden 7 das erste Lagerschild 3 erreichen. Aufgrund der Einzelbohrungen 9 stellt das Umlenkende 8 somit einen Formschluss mit dem Blechlamellenpaket 5 oder des Lagerschilds 4 dar. Dadurch ist eine sichere und zuverlässige Verbindung erreicht.The cooling pipes 6th can still be designed as tie rods, as these on the one hand with the first end shield 3 are connected due to the screw connection, on the other hand at the opposite end of the laminated core 5 or the end shield 4th form a positive connection. This especially happens due to the fact that the free ends 7th a cooling pipe 6th through a single hole each 9 of the laminated core 5 are inserted until said free ends 7th the first bearing shield 3 to reach. Because of the individual holes 9 represents the diverting 8th thus a form fit with the sheet metal lamella pack 5 or the end shield 4th This ensures a secure and reliable connection.

Die 10 und 11 zeigen Statoren 2 von elektrischen Maschinen gemäß einem dritten und vierten Ausführungsbeispiel. In 10 ist ein Stator 2 einer elektrischen Maschine 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, während 11 den Stator 2 einer elektrischen Maschine 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt. In beiden Fällen ist eine mehrspurige Anordnung von Kühlrohren 6 vorgesehen, wobei die Kühlrohre 6 eine I-Form aufweisen. Unter einer mehrspurigen Anordnung ist jeweils zu verstehen, dass eine erste Gruppe der Kühlrohre 6 einen ersten Abstand A zu der Mittelachse 100 aufweist. Eine zweite Gruppe von Kühlrohren 6 weist einen zweiten Abstand b zu der Mittelachse 100 auf. Der erste Abstand a ist größer als der zweite Abstand b. So lassen sich sämtliche Kühlrohre 6 entweder der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe zuordnen.The 10 and 11 show stators 2 of electrical machines according to a third and fourth exemplary embodiment. In 10 is a stator 2 an electrical machine 1 shown according to a third embodiment, while 11 the stator 2 an electrical machine 1 according to a fourth embodiment. In both cases there is a multi-lane arrangement of cooling pipes 6th provided, the cooling tubes 6th have an I-shape. A multi-lane arrangement is to be understood in each case to mean that a first group of the cooling tubes 6th a first distance A to the central axis 100 having. A second group of cooling tubes 6th has a second distance b from the central axis 100 on. The first distance a is greater than the second distance b. So all cooling pipes 6th assign to either the first group or the second group.

Der Unterschied zwischen dem dritten Ausführungsbeispiel, wie in 10 gezeigt und dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 11 gezeigt, liegt an der Verbindung der einzelnen Kühlrohre 6 durch Umlenkkanäle 12. So ist in 10 dargestellt, dass stets zwei Kühlrohre 6 derselben Gruppe durch jeweils einen Umlenkkanal 12 verbunden sind. Ein Wechsel zwischen den Gruppen ist in 10 durch die Radialströmung 400 schematisch dargestellt und wird auf der entsprechend gegenüberliegenden Seite an dem entsprechenden Lagerschild durch einen passenden Umlenkkanal realisiert. Somit werden auf der Unterseite stets zwei Kühlrohre 6 unterschiedlicher Gruppen durch jeweils einen Kühlkanal verbunden. Alternativ ist ebenso möglich, dass zunächst sämtliche Kühlrohre 6 der einen Gruppe durchlaufen werden, bis anschließend sämtliche Kühlrohre der anderen Gruppe durchlaufen werden. Beispielsweise können zunächst sämtliche Kühlrohre 6 der ersten Gruppe durchlaufen werden, wobei anschließend sämtliche Kühlrohre der zweiten Gruppe durchlaufen werden. In diesem Fall wäre lediglich an einer Stelle die Radialströmung 400 vorhanden, während die übrigen Kühlkanäle der Unterseite stets zwei Kühlrohre 6 derselben Gruppe verbinden.The difference between the third embodiment as shown in FIG 10 and the fourth embodiment as shown in FIG 11 shown, is due to the connection of the individual cooling tubes 6th through deflection channels 12th . So is in 10 shown that there are always two cooling tubes 6th same group through one deflection channel each 12th are connected. Switching between groups is in 10 by the radial flow 400 shown schematically and is implemented on the corresponding opposite side on the corresponding end shield by a suitable deflection channel. This means that there are always two cooling tubes on the underside 6th different groups connected by a cooling channel each. Alternatively, it is also possible that all cooling pipes are initially installed 6th of one group until all cooling tubes of the other group are then passed through. For example, all cooling pipes can initially 6th the first group are passed through, then all cooling tubes of the second group are passed through. In this case the radial flow would only be at one point 400 present, while the remaining cooling channels on the underside always have two cooling tubes 6th join the same group.

In 11 sind Umlenkkanäle 12 dargestellt, durch die abwechselnd ein Kühlrohr 6 der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe durchlaufen werden. Auf dem in 11 gegenüberliegenden Lagerschild erfolgt eine Anordnung der Umlenkkanäle 12 insbesondere derart, dass die radial an derselben Stelle liegenden freien Enden 7 der verschiedenen Kühlrohre 6 verbunden werden, die Umlenkkanäle 12 also lediglich in radialer Richtung verlaufen. Dies ist wiederum durch die Radialströmung 400 schematisch dargestellt.In 11 are deflection channels 12th shown by alternating a cooling tube 6th the first group and the second group. On the in 11 opposite end shield is an arrangement of the deflection channels 12th in particular such that the free ends lying radially at the same point 7th of the various cooling tubes 6th are connected, the deflection channels 12th so run only in the radial direction. Again, this is due to the radial flow 400 shown schematically.

In den 10 und 11 wurde die Verwendung von Umlenkkanälen 12 gezeigt. Diese Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich auch dadurch realisieren, indem anstatt der Umlenkkanäle 12 Umlenkenden 8 U-förmiger Kühlrohre 6 verwendet werden.In the 10 and 11 became the use of deflection channels 12th shown. These exemplary embodiments can of course also be implemented by using instead of the deflection channels 12th Redirecting 8th U-shaped cooling tubes 6th be used.

12 und 13 zeigen verschiedene Ansichten eines Stators 2 einer elektrischen Maschine 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem fünften Ausführungsbeispiel ist eine V-Anordnung der Kühlrohre 6 bei dem Blechlamellenpaket 5 vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Kühlrohre 6 gewinkelt zueinander durch das Blechlamellenpaket 5 verlaufen, wie insbesondere in 13 dargestellt. Die freien Enden 7 der Kühlrohre 6 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel an dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 mittels Umlenkkanälen 12 zur Fluidkommunikation verbunden. Auch findet eine mechanische Befestigung an dem ersten Lagerschild 3 und dem zweiten Lagerschild 4 durch Aufschrauben der zusätzlichen Befestigungselemente 11 auf die Außengewinde 10 der freien Enden 7 analog zum ersten Ausführungsbeispiel statt. 12th and 13th show different views of a stator 2 an electrical machine 1 according to a fifth embodiment of the invention. In the fifth embodiment, there is a V arrangement of the cooling pipes 6th with the sheet metal package 5 intended. This means that the cooling pipes 6th angled to each other through the sheet metal stack 5 run, as in particular in 13th shown. The free ends 7th the cooling pipes 6th are analogous to the first exemplary embodiment on the first end shield 3 and the second end shield 4th by means of deflection channels 12th connected for fluid communication. There is also a mechanical attachment to the first end shield 3 and the second end shield 4th by screwing on the additional fastening elements 11 on the external thread 10 the free ends 7th analogous to the first embodiment.

Durch eine Ausgestaltung der elektrischen Maschine 1 wie in einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ist erreichbar, dass eine geringere Komplexität der Bauteile der elektrischen Maschine 1 vorhanden ist. Außerdem ist eine Leckageanfälligkeit verbessert, sodass die Leckagegefahr der elektrischen Maschine 1 verringert ist. Der gesamte Herstellungsprozess der elektrischen Maschine 1 ist außerdem einfach und kostengünstig automatisierbar. Durch die Verwendung separater Kühlrohre 6, die durch das Blechlamellenpaket 5 verlaufen, lässt sich das Material der Kühlrohre 6 flexibel auswählen, um eine optimale Kühlwirkung zu erreichen. Durch gezielte Beschichtungen und/oder Einlegeteile ist außerdem eine gerichtete Wärmeleitung ermöglicht.Through an embodiment of the electrical machine 1 As in one of the exemplary embodiments described above, it is possible to achieve a lower complexity of the components of the electrical machine 1 is available. In addition, the susceptibility to leakage is improved, so that the risk of leakage of the electrical machine 1 is decreased. The entire manufacturing process of the electrical machine 1 can also be automated easily and inexpensively. By using separate cooling tubes 6th through the laminated core 5 the material of the cooling tubes can be run 6th Select flexibly in order to achieve an optimal cooling effect. Targeted coatings and / or inserts also enable directed heat conduction.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102006044963 B3 [0002]
DE 102015012913 A1 [0002]
US 2004/0012272 A1 [0002]

Claims

Electrical machine (1) having a stator (2) with a central axis (100), the stator (2) having a first end shield (3), a second end shield (4) and at least one lamination stack (5), the lamination stack ( 5) is arranged along the central axis (100) between the first bearing plate (3) and the second bearing plate (4), and wherein a plurality of separate cooling tubes (6) run through the lamellar stack (5), characterized in that each cooling tube ( 6) runs from the first end shield (3) to the second end shield (4) so that each cooling tube (6) has an I-shape or rod shape or a U-shape, that free ends (7) of each cooling tube (6) mechanically attached to the first end shield (3) and / or to the second end shield (4) and that the cooling tubes (6) are fluidly connected to a meander-shaped cooling channel via deflection channels (12) formed in the end shields (3, 4).

Electric machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the free ends (7) of the cooling tubes (6) have an external thread (10) which, in order to form tie rods with a mating thread, of a fastening element (11), in particular a fastening element (11) arranged in particular in one of the deflection channels (12) Screw nut, is engaged in such a way that the laminated core (5) is braced in the axial direction with respect to the central axis (100) between the bearing plates (3, 4).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each cooling tube (6) in U-shape has two free ends (7) on a first side (200) and a deflecting end (8) on a second side opposite the first side Side (300) of the cooling tube (6), the deflecting end (8) being positively connected to the first end shield (3) or the second end shield (4).

Electric machine (1) according to Claim 3 , characterized in that each cooling tube (6) has one or two rod-shaped tube legs (6.1), the tube legs (6.1) each passing through a passage (9) of the first end shield (3) or the second end shield (4), and in particular also of the laminated core (5).

Electric machine (1) according to Claim 3 or 4th , characterized in that the cooling tubes (6) are constructed in one piece in a U-shape or are composed of at least three sections, the sections having two rod-shaped tube legs (6.1) and a deflection section (6.2) forming the deflection end (8).

Electric machine (1) according to Claim 3 or 4th , characterized in that the deflecting end (8) of each U-shaped cooling tube (6) is arranged in a groove (16) of the first end shield (3) and / or second end shield (4).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first end plate (3) and / or the second end plate (4) have several deflection channels (12), into each of which free ends (7) of two different cooling tubes (6 ) open out, so that the corresponding cooling tubes (6) are fluidly connected through the respective deflection channel (12).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a free end (7) of one of the cooling tubes (6) with a fluid inlet (13) of the first end shield (3) and a free end (7) of another of the cooling tubes (6) is fluidly connected to a fluid outlet (14) of the first end shield (3), the two cooling tubes associated with the fluid inlet (13) or the fluid outlet (14) opening into the same deflection channel (12).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that through channels (9) of the laminated lamella packet (5) provided for receiving the cooling tubes run in the axial direction with respect to the central axis (100) or at an angle to the axial direction.

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a first group of the cooling tubes (6) a first distance (a) to the central axis (100) and a second group of the cooling tubes (6) a second distance (b) to the central axis (100), wherein the first distance (a) is greater than the second distance (b)

Electric machine (1) according to Claim 10 , characterized in that the cooling tubes (6) are fluidly connected by the first end shield (3) and the second end shield (4) in such a way that a coolant initially all the cooling tubes (6) of the first group and then the cooling tubes (6) of the second group or first all cooling tubes (6) of the second group and then the cooling tubes (6) of the first group or alternately a cooling tube (6) of the first group and a cooling tube of the second group passes through.

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first bearing plate (3) and / or the second bearing plate (4) have a first sub-element (3.1, 4.1) and a second sub-element (3.2, 4.2), wherein the deflection channels (12) are formed in the respective first sub-area (3.1, 4.1) and the respective second sub-area (3.1, 4.1) is designed as a plate element closing the cooling channels (12), and the respective second sub-areas (3.1, 4.1) advantageously rest on the laminated core (5).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an outer circumference of the laminated core (5) forms a housing jacket of the electrical machine (1).