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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Statorgehäuse mit einem Innenraum zum Aufnehmen eines Stators eines Elektromotors und mit einem Kühlmantel zum Kühlen des Stators.
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Aus den Dokumenten
DE 10 2017 127 374 A1 und
DE 10 2018 104 893 A1 ist es bekannt, einen Stator in einem Gehäuse mit Kühlmantel aufzunehmen, um den Stator im Betrieb zu kühlen. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass es durch ungleichmäßige Fluidströmungen im Bereich des Kühlmantels zu einer unzureichenden Kühlung einzelner Bereiche des zu kühlenden Stators kommen kann.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Statorgehäuse anzugeben, das eine verbesserte Kühlung eines zu kühlenden Stators ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein Statorgehäuse mit einem Innenraum zum Aufnehmen eines Stators eines Elektromotors und mit einem Kühlmantel zum Kühlen des Stators, wobei der Kühlmantel eine Mehrzahl von Ringleitungen hat. Die Ringleitungen sorgen für eine gleichmäßige und gezielte Verteilung eines in den Ringleitungen zu führenden Kühlfluids, so dass lokale Überhitzungen eines zu kühlenden Stators vermieden werden können.
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Es kann vorgesehen sein, dass jede der Ringleitungen jeweils einen Einlass und jeweils einen Auslass hat, um ein Kühlfluid in eine jeweilige Ringleitung einzuleiten und aus der jeweiligen Ringleitung abzuführen. Demnach ist jede der Ringleitungen separat mit einem Kühlfluid versorgbar. Auf diese Weise kann eine Wärmeverteilung im Bereich des zu kühlenden Stators gezielt dadurch eingestellt werden, dass ein Kühlfluidstrom einer jeden Ringleitung separat steuerbar ist.
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Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass zwischen den Ringleitungen keine Fluidverbindung ausgebildet ist. Zwar können die Ringleitungen insgesamt aus einem gemeinsamen Kühlfluidreservoir gespeist werden, jedoch findet zwischen den Ringleitungen selbst kein Fluidaustausch statt. Demnach kann beispielsweise jeder Ringleitung ein separates Ventil zum Einstellen eines Kühlfluidvolumenstroms zugeordnet sein.
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Die Ringleitungen sind insbesondere als ringförmig umlaufende Kanäle ausgebildet, wobei jede der Ringleitungen einen Abstand zu den jeweils benachbarten Ringleitungen aufweist.
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Die Ringleitungen sind in eine dem Innenraum abgewandte, konische Mantelfläche eingeformt. Die konische Ausgestaltung der Mantelfläche ermöglicht insbesondere eine zweiteilige Herstellung des Statorgehäuses im Druckgussverfahren, wobei die konische Mantelfläche insbesondere eine Entformungsschräge für eine Innenhülse des Gehäuses bildet.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Querschnittshöhe benachbarter Ringleitungen entlang der konisch verjüngten Mantelfläche abnimmt. Demnach weist eine erste Ringleitung eine größere Querschnittshöhe auf als eine benachbart dazu angeordnete zweite Ringleitung. Weiter weist die erste Ringleitung eine geringere Querschnittsbreite auf als die benachbart dazu angeordnete zweite Ringleitung. Dennoch kann vorgesehen sein, dass die sich aus der Querschnittshöhe und der Querschnittsbreite ergebende Querschnittsfläche benachbarter Ringleitungen gleich ist, so dass jede Ringleitung einen identischen Kühlfluidvolumenstrom führen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass benachbarte Ringleitungen einen unterschiedlichen Abstand zueinander aufweisen. Demnach kann es vorgesehen sein, dass die Ringleitungen nicht äquidistant verteilt angeordnet sind.
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Gemäß alternativer Ausgestaltungen der Erfindung können die Ringleitungen äquidistant verteilt angeordnet sein. Der Abstand zwischen den Ringleitungen kann ausgehend von der zu erwartenden Temperaturverteilung im Bereich des Stators festgelegt werden.
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Wie zuvor bereits erwähnt, kann es vorgesehen sein, dass das Statorgehäuse ein Innenteil aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass Bodenflächen und Seitenflächen der Ringleitungen in das Innenteil eingeformt sind, insbesondere im Druckgussverfahren mit eingeformt werden.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass ein das Innenteil umgebendes Außenteil die Deckflächen der Ringleitungen bildet, um den Leitungsquerschnitt zu schließen.
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Die Wandstärke des Innenteils kann entlang der konisch verjüngten Mantelfläche abnehmen, wobei die Wandstärke des Außenteils entlang der konisch verjüngten Mantelfläche zunehmen kann.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass das Innenteil eine Innenhülse ist und das Außenteil eine Außenhülse ist, die auf das Innenteil aufgeschoben ist. Insbesondere können die Innenhülse und die Außenhülse als Druckgussteile hergestellt worden sein. Demnach kann das Statorgehäuse insbesondere zweiteilig gebildet sein und eine auf eine Innenhülse aufgeschobene Außenhülse aufweisen.
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Ein Boden einer jeweiligen Ringleitung kann in einem Querschnitt betrachtet plan sein.
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Ein Boden einer jeweiligen Ringleitung kann in einem Querschnitt betrachtet eine Erhebung oder mehrere Erhebungen aufweisen. Ein Boden einer jeweiligen Ringleitung kann demnach profiliert sein.
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Die Ausgestaltung eines Bodens einer jeweiligen Ringleitung kann in Abhängigkeit der gewünschten Temperaturverteilung eines zu kühlenden Stators gestaltet werden.
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Das Gehäuse kann einen Aluminiumwerkstoff aufweisen oder aus einem Aluminiumwerkstoff bestehen.
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Insbesondere kann das Gehäuse zweiteilig im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt worden sein, wobei z.B. eine Innenhülse des Gehäuses und eine Außenhülse des Gehäuses im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt sein kann.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen:
- 1A eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Statorgehäuses in einer perspektivischen Ansicht von oben in einem Teilschnitt;
- 1B eine schematische Darstellung einer Innenhülse des Statorgehäuses aus 1A in einer perspektivischen Ansicht von oben;
- 1C eine schematische Darstellung eines Teilschnitts der Innenhülse gemäß 1B;
- 2 eine schematische Darstellung eines Teilschnitts einer Innenhülse eines weiteren erfindungsgemäßen Statorgehäuses.
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1A zeigt ein erfindungsgemäßes Statorgehäuse 2. Das Statorgehäuse 2 hat einen Innenraum 4 zum Aufnehmen eines Stators (nicht dargestellt) eines Elektromotors. Das Statorgehäuse 2 hat einen Kühlmantel 6 zum Kühlen des im Innenraum 4 aufgenommenen Stators. Der Kühlmantel 6 hat eine Mehrzahl von Ringleitungen 8, wobei lediglich zwei der Ringleitungen 8 exemplarisch mit einem Bezugszeichen versehen worden sind.
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Die Ringleitungen 8 sind separat voneinander ausgestaltet, so dass zwischen den einzelnen Ringleitungen 8 keine Fluidverbindung besteht. Demnach ist im fertig installierten Zustand jeder Ringleitung 8 jeweils ein separater Einlass und ein separater Auslass zugeordnet, um ein Kühlfluid in die jeweilige Ringleitung 8 einzuleiten und aus der jeweiligen Ringleitung 8 abzuführen.
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Das Statorgehäuse 2 weist vorliegend ein als Innenhülse 10 gebildetes Innenteil 10 und ein als Außenhülse 12 gebildetes Außenteil 12 auf. Die Außenhülse 12 ist auf die Innenhülse 10 aufgeschoben.
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Die Ringleitungen 8 sind in einer dem Innenraum 4 abgewandten, konischen Mantelfläche 14 der Innenhülse 10 eingeformt. Die Innenhülse 10 ist demnach konisch verjüngt und weist eine Wandstärke auf, die entlang der konisch verjüngten Mantelfläche 14 abnimmt.
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1 B zeigt die Innenhülse 10 des Statorgehäuses 2 in einer vereinzelten Darstellung ohne die Außenhülse 12.
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1C zeigt die Innenhülse 10 aus 1B in einem Teilschnitt. Die Innenhülse 10 bildet Bodenflächen 16 und Seitenflächen 18 der Ringleitungen 8 aus. Demnach bildet die Außenhülse 12 jeweils Deckflächen 20 für die betreffenden Ringleitungen 8 aus, um den jeweiligen Ringleitungsquerschnitt einer jeweiligen separaten Ringleitung 8 umfangsseitig zu schließen.
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Wie 1C zu entnehmen ist, nimmt eine Querschnittshöhe H benachbarter Ringleitungen 8 entlang der konisch verjüngten Mantelfläche 14 ab, wobei eine Querschnittsbreite B benachbarter Ringleitungen 8 entlang der konisch verjüngten Mantelfläche 14 zunimmt.
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Ein Boden 16 einer jeweiligen Ringleitung 8 ist gemäß der Ausgestaltung der 1C plan ausgeführt.
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2 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Innenhülse 10 eines weiteren erfindungsgemäßen Statorgehäuses, die sich dadurch von dem voranstehend beschriebenen Beispiel der 1C unterscheidet, dass ein Boden 22 einer jeweiligen Ringleitung 8 eine Erhebung aufweist und demnach nicht plan ist, um eine Kontaktfläche zu einem in der Ringleitung 8 geführten Kühlfluid zu vergrößern.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiven Einzelheiten räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Statorgehäuse
- 4
- Innenraum
- 6
- Kühlmantel
- 8
- Ringleitung
- 10
- Innenhülse
- 12
- Außenhülse
- 14
- Mantelfläche
- 16
- Bodenfläche
- 18
- Seitenfläche
- 20
- Deckfläche
- 22
- Bodenfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017127374 A1 [0002]
- DE 102018104893 A1 [0002]
