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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer elektrischen Maschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine für zumindest ein teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem Rotor, einem Stator und einer entsprechenden Kühlvorrichtung.
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Fahrzeuge, welche zumindest teilweise elektrisch betrieben werden, benötigen für deren Fortbewegung beziehungsweise für deren Betrieb eine elektrische Maschine. Mithilfe der elektrischen Maschine kann ein solches Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, angetrieben werden. Dabei kann die elektrische Maschine für die Bereitstellung der Antriebsenergie des Fahrzeugs unter hoher thermischer Belastung stehen. Während des Betriebs der elektrischen Maschine, insbesondere des Elektromotors, muss gekühlt werden, um die durch die elektrische Maschine erzeugte thermische Energie abtransportieren zu können.
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Beispielsweise ist aus der
DE 196 24 519 A1 eine elektrische Maschine, vorzugsweise ein Generator oder ein Motor für ein Kraftfahrzeug, bekannt. Diese elektrische Maschine weist einen Ständer und einen Rotor sowie ein flüssigkeitsgekühltes Gehäuse auf. Das Gehäuse besteht aus einem Gehäuseinneren und einem das Gehäuseinnere ummantelnden Gehäuseaußenteil. Das Gehäuseinnenteil weist ein System von mäanderförmig verlaufenden Kühlkanälen auf, die einen Großteil der Außenfläche des Gehäuseinnenteils bedecken.
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Aus der
DE 10 2016 216 019 A1 ist ein Einsatz für einen Kühlmantel einer elektrischen Maschine bekannt. Der Einsatz umfasst einen flachen Grundkörper und wenigstens ein Strömungselement. Der flache Grundkörper weist einen ersten Durchbruch zur Verbindung mit einem Vorlaufanschluss und einen zweiten Durchbruch zur Verbindung mit einem Rücklaufanschluss für Kühlmittel auf.
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Des Weiteren ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 211 408 A1 eine Kühleinrichtung zur Kühlung einer elektrischen Maschine bekannt. Die Kühleinrichtung weist mindestens ein erstes Bauteil und mindestens ein zweites Bauteil auf, die durch Kraftbeaufschlagung bereichsweise aneinanderstoßen und dabei gemeinsam mindestens einen Kühlkanal ausbilden, der von einem Kühlmittel durchströmbar ist, wobei der Umfang des Kühlkanals in zumindest einem Abschnitt teilweise von dem ersten Bauteil und teilweise von dem zweiten Bauteil gebildet wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kühlvorrichtung für eine elektrische Maschine zu schaffen, welche in ihrer Geometrie variabel gestaltet werden kann, sodass die Kühlvorrichtung universeller für die verschiedensten elektrischen Maschinen verwendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kühlvorrichtung und eine elektrische Maschine gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer elektrischen Maschine, aufweisend:
- - einen ersten mäanderförmigen Kühlkanal zum zumindest teilweise Umgreifen eines ersten Bereichs eines Außenumfangs eines Stators der elektrischen Maschine,
- - einen zum ersten mäanderförmigen Kühlkanal verschiedenen zweiten mäanderförmigen Kühlkanal zum zumindest teilweise Umgreifen eines zum ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereichs des Außenumfangs des Stators der elektrischen Maschine, wobei
- - der erste zusammen mit dem zweiten mäanderförmige Kühlkanal einen Hohlzylinder bilden, welcher eine Rotationsache aufweist,
- - an dem Hohlzylinder ein zur Rotationsachse parallel ausgerichteter erster Verbindungskanal und ein dazu koaxialer zweiter Verbindungskanal angeordnet sind, wobei
- - mit dem ersten Verbindungskanal Zuflüsse des ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanals und mit dem zweiten Verbindungskanal Abflüsse des ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanals verbunden sind.
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Durch die vorgeschlagene Kühlvorrichtung kann eine elektrische Maschine, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug, besser gekühlt werden. Durch die mäanderförmige Ausgestaltung der Kühlkanäle der Kühlvorrichtung ergibt sich eine verbesserte Kühlleistung. Folglich kann eine thermische Beanspruchung beziehungsweise thermische Belastung der elektrischen Maschine reduziert beziehungsweise minimiert werden. Durch die spezielle vorgeschlagene Ausgestaltung der Kühlvorrichtung kann diese mehr Freiheiten beziehungsweise Freiheitsgrade in der Anwendung bei elektrischen Maschinen bereitstellen. Somit kann die Kühlvorrichtung einfacher und insbesondere universeller in elektrischen Maschinen angewendet beziehungsweise verwendet werden. Durch die mäanderförmigen Kühlkanäle können Brennpunkte (Hotspots) innerhalb der Kühlvorrichtung und insbesondere in einem Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung verhindert beziehungsweise reduziert werden. Durch die vorgeschlagene Kühlvorrichtung können die Zuflüsse und Abflüsse der Kühlkanäle in ihrer positionellen Anordnung variiert werden. Beispielsweise können die Zuflüsse und Abflüsse zueinander näher positioniert oder weiter zueinander entfernt positioniert werden. Dies ist insbesondere durch die mäanderförmige Ausgestaltung der Kühlkanäle erreichbar.
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Unter einer mäanderförmigen Ausgestaltung ist eine schleifenförmige, schlingenförmige oder windungsförmige Ausgestaltung zu verstehen.
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Insbesondere bilden die beiden mäanderförmigen Kühlkanäle zusammen den Hohlzylinder. Somit weist die Kühlvorrichtung eine zylindrische Form beziehungsweise Ausgestaltung auf. Somit kann jeder der beiden mäanderförmigen Kühlkanäle einzeln eine halbkreisförmige, halbkugelförmige oder halbringförmige Ausgestaltung aufweisen. Die beiden Verbindungskanäle sind insbesondere zueinander getrennt. Insbesondere dient der erste Verbindungskanal zum Verbinden der Zuflüsse der beiden mäanderförmigen Kühlkanäle, und somit zum Zuführen eines Kühlmittels in die Kühlkanäle. Über den zweiten Verbindungskanal können die Abflüsse der beiden Kühlkanäle verbunden werden und somit kann das zugeführte Kühlmittel abgeführt werden. Über die Abflüsse kann das Kühlmittel, welches eine thermische Energie beziehungsweise eine Wärme der elektrischen Maschine aufgenommen hat, abtransportiert beziehungsweise abgeleitet beziehungsweise abgeführt werden. Beispielsweise kann zum Kühlen der elektrischen Maschine, insbesondere eines Elektromotors eines Fahrzeugs, ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel beziehungsweise Kühlmedium in die beiden Kühlkanäle eingebracht werden, sodass dieses Kühlmittel entlang der Kühlkanäle strömen kann.
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Insbesondere wird durch die mäanderförmige Ausgestaltung der Kühlkanäle eine spezielle Kühlkanalführung der Kühlvorrichtung erreicht.
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Beispielsweise kann die Kühlvorrichtung als Kühlsystem, Kühleinrichtung oder Kühleinheit bezeichnet werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für zumindest ein teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem Rotor, einem Stator und einer Kühlvorrichtung nach dem vorhergien Aspekt oder einer vorteilhaften Ausgestaltung davon, wobei
- - der erste und zweite mäanderförmige Kühlkanal an dem Außenumfang des Stators angeordnet sind, wodurch der Außenumfang des Stators in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise von dem ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanal umschlossen ist.
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Beispielsweise ist Kühlvorrichtung Bestandteil der elektrischen Maschine. Optional bilden die elektrische Maschine und die Kühlvorrichtung zusammen eine Einheit.
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Insbesondere können die beiden mäanderförmigen Kühlkanäle den Stator bereichsweise, insbesondere vollständig, in Umfangsrichtung des Außenumfangs des Stators diesen umgreifen beziehungsweise umschließen. Dies kann dadurch erreicht werden, da der durch den ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanal gebildete Hohlzylinder eine korrespondierende Geometrie zu dem Stator aufweist. Somit kann beispielsweise der Hohlzylinder über den Stator hinübergestülpt beziehungsweise hinübergeschoben werden. Folglich ist der Stator zumindest bereichsweise durch die mäanderförmigen Kühlkanäle umschlossen, sodass die Wärme der elektrischen Maschine über den Stator an die Kühlkanäle abgegeben werden kann.
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Beispielsweise handelt es sich bei der elektrischen Maschine um einen Elektromotor eines Elektrofahrzeugs.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Kühlvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der elektrischen Maschine anzusehen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen eines Aspekts der Erfindung können als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des anderen Aspekts und umgekehrt angesehen werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine mit der Kühlvorrichtung aus 1; und
- 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Kühlvorrichtung aus 1.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1. Mithilfe der Kühlvorrichtung 1 kann insbesondere eine elektrische Maschine 2 (vgl. 2) gekühlt beziehungsweise entwärmt werden. Bei der elektrischen Maschine 2 handelt es sich insbesondere um ein elektrisches Antriebsaggregat eines Fahrzeugs, Insbesondere kann die elektrische Maschine 2 Bestandteil eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs sein. Insbesondere kann diese in einem Hybridfahrzeug oder einem Plug-In-Fahrzeug oder in einem Elektrofahrzeug verwendet werden.
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Folglich kann mithilfe der elektrischen Maschine 2 das Fahrzeug betrieben beziehungsweise angetrieben werden. Hierzu kann die elektrische Maschine 2 einen Rotor 3 und einen Stator 4 (vergleiche 2) aufweisen.
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Um insbesondere den Stator 4 effizient kühlen zu können, weist die Kühlvorrichtung 1 einen ersten mäanderförmigen Kühlkanal 5 und einen zweiten mäanderförmigen Kühlkanal 6 auf. Durch die mäanderförmige Ausgestaltung der Kühlkanäle 5, 6 weisen diese Kühlkanäle 5, 6 jeweils eine schlingenartige Form auf. Dabei können diese beiden Kühlkanäle 5, 6 aus mehreren Wendungen beziehungsweise Kehren bestehen, sodass ein durch die Kühlkanäle 5, 6 fließendes Kühlmedium oder eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlmittel durch die verschiedenen Windungen beziehungsweise Schlingen fließen kann, wodurch eine thermische Energie beziehungsweise Wärme der elektrischen Maschine 2 abtransportiert werden kann.
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Insbesondere kann der erste mäanderförmige Kühlkanal 5 zumindest teilweise einen ersten Bereich 7 (vergleiche 2) eines Außenumfangs 8 (vergleiche 2) des Stators 4 der elektrischen Maschine 2 umgreifen beziehungsweise umhüllen beziehungsweise ummanteln. Ebenso kann der zum ersten mäanderförmigen Kühlkanal 5 verschiedene zweite mäanderförmige Kühlkanal 6 zumindest teilweise einen zum ersten Bereich 7 verschiedenen zweiten Bereich 9 des Außenumfangs 8 des Stators 4 umgreifen beziehungsweise umschlingen beziehungsweise umhüllen. Beispielsweise kann es bei dem ersten Bereich 7 des Außenumfangs 8 um einen oberen Teil des Außenumfangs 8 handeln. Demgegenüber kann es sich bei dem zweiten Bereich 9 um den unteren Teil des Außenumfangs 8 handeln. Folglich kann der erste und zweite Bereich 7, 9 zusammen den vollständigen Außenumfang 8 des Stators 4 bilden. Insbesondere ist der erste und zweite Bereich 7, 9 separate und örtlich getrennte Bereiche des Außenumgangs 8. Insbesondere können die beiden Bereiche 7, 9 zueinander Spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Dabei kann der erste und zweite Bereich 7, 9 zueinander spiegelsymmetrisch beziehungsweise achsensymmetrisch bezüglich einer radialen Achse des Rotors 4 sein.
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Insbesondere bilden die beiden Kühlkanäle 5, 6 gemeinsam beziehungsweise zusammen eine zum Außenumfang 8 des Stators 4 korrespondierende Geometrie. Speziell bildet der erste zusammen mit dem zweiten mäanderförmigen Kühlkanal 5, 6 einen Hohlzylinder 10. Ebenso kann der erste und zweite Kühlkanal 5, 6 zusammen eine rohrartige Struktur aufweisen.
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Um die Kühlkanäle 5, 6 mit einem entsprechenden Kühlmedium beziehungsweise Kühlmittel beziehungsweise mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagen zu können, weist die Kühlvorrichtung 1 einen ersten Verbindungskanal 11 und einen zweiten Verbindungskanal 12 auf. Dabei kann an dem Hohlzylinder 11 der zur Rotationsachse R des Hohlzylinders 10 parallel ausgerichteter Verbindungskanal 11 und der dazu koaxiale zweite Verbindungskanal 12 angeordnet beziehungsweise befestigt sein.
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Insbesondere kann die Rotationsachse R des Hohlzylinders 10 ebenfalls als Rotationsachse des Rotors 3 verstanden werden.
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Bei dem ersten und zweiten Verbindungskanal 11, 12 kann es sich um Halbkanäle handeln. Insbesondere sind diese beiden Verbindungskanäle 11, 12 zueinander getrennt und weisen keine Verbindung zueinander auf. Dies ist daher von Bedeutung, da mit den ersten Verbindungskanal 11 Zuflüsse 13, 14 des ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanals 5, 6 verbunden werden. Somit kann das Kühlmedium über den ersten Verbindungskanal 11 den Kühlkanälen beziehungsweise Kühlleitungen 5, 6 zugeführt werden. Über den zweiten Verbindungskanal 12 können Abflüsse 15, 16 des ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanals 5, 6 wieder abgeführt werden. Folglich wird das noch kühle beziehungsweise nicht warme Kühlmedium mittels des ersten Verbindungskanals 13 auf die Kühlkanäle 5, 6 aufgeteilt, sodass das Kühlmedium eine Wärme der elektrischen Maschine 2 aufnehmen kann und über den zweiten Verbindungskanal 12 abtransportieren kann. Somit kann ein Kühlkreislauf zum Kühlen der elektrischen Maschine 2 erreicht beziehungsweise realisiert werden.
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Mit anderen Worten ausgedrückt dient der erste Verbindungskanal 11 als Eintritt beziehungsweise Eintrittsöffnung für das Kühlmittel und der zweite Verbindungskanal 12 dient als Austritt beziehungsweise Austrittsöffnung für das Kühlmittel.
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Beispielsweise kann ein jeweiliger Zufluss 13, 14 und Abfluss 15, 16 des ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanals 5, 6 in Umfangsrichtung des Hohlzylinders 10 an einer einzigen Verbindungsstelle 17 (vergleiche 2 und 3) und in axialer Richtung zur Rotationsachse R des Hohlzylinders 10 nebeneinander angeordnet sein. Somit dient die einzige Verbindungsstelle 17 mit anderen Worten ausgedrückt als Knotenpunkt beziehungsweise Zusammenschluss des ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanals 5, 6. Insbesondere sind die beiden mäanderförmigen Kühlkanäle 5, 6 ausschließlich über die Verbindungsstelle 17, welche den ersten und zweiten Verbindungskanal 11, 12 aufweist, verbunden.
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Beispielsweise kann der erste und zweite mäanderförmige Kühlkanal 5, 6 zueinander spiegelsymmetrisch beziehungsweise achsensymmetrisch bezüglich einer radialen beziehungsweise lateralen beziehungsweise äquatorialen Achse des Hohlzylinders 10 angeordnet beziehungsweise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der erste mäanderförmige Kühlkanal 5 im Wesentlichen in Umgangsrichtung des Hohlzylinders 10 ausgeführt sein und überdeckt somit den „halben“ Außenumfang 8 des Stators 4 (als um den Bereich zwischen 0° und 180° beziehungsweise die eine Hälfte des Außenumfangs 8). Der zweite mäanderförmige Kühlkanal 6 ist insbesondere zum ersten mäanderförmigen Kühlkanal 5 identisch und spiegelsymmetrisch ausgebildet. Somit ist der zweite mäanderförmige Kühlkanal 6 im Vergleich zum ersten mäanderförmigen Kühlkanal 5 auf die zweite Hälfte beziehungsweise in die andere Richtung des Außenumfangs 8 gespiegelt.
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Beispielsweise sind die Zuflüsse 13, 14 und Abflüsse 15, 16 in Umfangsrichtung des Hohlzylinders 10 an der Verbindungsstelle 17 (kann auch als Verbindungsbereich bezeichnet werden) axial nebeneinander angeordnet. Insbesondere bildet die Verbindungsstelle 17 mit anderen Worten ausgedrückt einen axialen mittleren Bereich zwischen den Zuflüssen 13, 14 und Abflüssen 15, 16 des ersten und zweiten Kühlkanals 5, 6. Beispielsweise können an der Verbindungsstelle 17 beziehungsweise Umgangsstelle sich die beiden Verbindungskanäle 11, 12 befinden. Über die Verbindungskanäle 11, 12 können die Kühlkanäle 5, 6 jeweils verbunden werden. Insbesondere befinden sich die Zuflüsse 13, 14 und Abflüsse 15, 16 jeweils an einem randäußeren Randbereich der Kühlkanäle 5, 6. Mit anderen Worten ausgedrückt befinden sich die Zuflüsse 13, 14 und die Abflüsse 15, 16 entweder im Bereich einer Deckfläche oder Grundfläche des Hohlzylinders 10.
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Dabei ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass die Geometrie der Kühlvorrichtung 1 variabel gestaltet beziehungsweise realisiert werden kann. Folglich kann die Kühlvorrichtung 1 an die jeweilige Geometrie beziehungsweise Ausgestaltung der elektrischen Maschine 2 angepasst werden. Insbesondere kann die Kühlvorrichtung 1 variabel für die verschiedensten Typen beziehungsweise Arten von elektrischen Maschinen angepasst und verwendet werden.
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Beispielsweise kann an einer in Umfangsrichtung des Hohlzylinders 10 gegenüberliegenden Seite 18 der Verbindungsstelle 17 der erste und zweite mäanderförmige Kühlkanal 5, 6 jeweils zumindest eine Wendung 19, 20 aufweisen. Bei den Wendungen 19, 20 handelt es sich insbesondere um Kerben beziehungsweise um flussähnliche schlingenförmige Gebilde. Insbesondere weist der erste Kühlkanal 15 die Wendungen 19 und der zweite Kühlkanal 6 die Wendungen 20 auf. In der Darstellung der Kühlvorrichtung 1 in der 1 weist jeder Kühlkanal 5, 6 jeweils drei Wendungen auf.
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Dazu entgegen zeigt beispielsweise die 3 die Kühlvorrichtung 1, wobei hier jeder Kühlkanal 5, 6 zwei Wendungen 19, 20 aufweist. Insbesondere befinden sich die Wendungen 19, 20 an der zur Verbindungsstelle 17 gegenüberliegenden Seite 18. An dieser Seite 18 beziehungsweise Stelle sind nur die jeweiligen Wendungen 19 des ersten Kühlkanals 5 und die Wendungen 20 des zweiten Kühlkanals 6 miteinander verbunden. Die jeweiligen Wendungen 19, 20 der beiden verschiedenen Kühlkanäle 5, 6 sind nicht miteinander verbunden. Insbesondere kann zwischen den Wendungen 19 des ersten Kühlkanals 5 und den Wendungen 20 des zweiten Kühlkanals 6 ein vorgegebener Spalt beziehungsweise Luftspalt oder Steg der Kühlvorrichtung 1 vorliegen. Beispielsweise können die beiden mäanderförmigen Kühlkanäle 5, 6 dann auf der zu dem Zuflüssen 13, 14 und Abflüssen 15, 16 die gegenüberliegende Seite 18 die Wendungen 19, 20 beziehungsweise Kehren aufweisen. Dabei können die beiden Kühlkanäle 5, 6 zumindest drei Wendungen 19, 20 in diesem Ausführungsbeispiel aufweisen.
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Mit der jeweiligen zumindest einen Wendung 19, 20 kann der Zufluss 13 und der Abfluss 15 des ersten mäanderförmigen Kühlkanals 5 und der Zufluss 14 und der Abfluss 16 des zweiten mäanderförmigen Kühlkanals 6 miteinander verbunden werden, durch jeweils ein Kühlkreislauf von dem Zufluss 13, 14 über die zumindest eine Wendung 19, 20 zurück zum Abfluss 15, 16 gebildet ist. Mit den Strömungspfeilen 21 beziehungsweise Stromrichtungspfeilen ist der Kühlkreislauf beziehungsweise der Kühlmittelfluss in dem ersten Kühlkanal 5 dargestellt. Mit den Strömungspfeilen 22 ist wiederum der Stromfluss beziehungsweise Kühlmediumfluss in dem zweiten Kühlkanal 6 dargestellt.
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Die Anzahl der Wendungen 19, 20 kann dabei auch abhängig von einer axialen Länge der elektrischen Maschine 2, insbesondere einer aktiven Länge, sein und/oder auch von der Ausgestaltung einer Breite der Kühlkanäle 5, 6 an sich. Wesentlich dabei ist eine gesamte Überdeckung des Statorbereichs sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung. Hierbei kann die in 1 und 2 dargestellte Ausführung mit drei Wendungen 19, 20 vorteilhaft sein, aber es können aber auch nur zwei Wendungen 19, 20 wie in 3 oder auch vier oder mehr Wendungen 19, 20 in einer Ausführung vorgesehen sein, wenn dies erforderlich und sinnvoll ist.
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Beispielsweise können die mäanderförmigen Kühlkanäle 5, 6 ebenfalls in axialer Richtung spiegelsymmetrisch ausgeführt sein, sodass am Rand dieser dann wieder in die axialen Verbindungskanäle 11, 12 verbunden sind. Dabei kann ein Zuflussanschluss 23 an dem ersten Verbindungskanal 11 angeordnet sein und eine geringere axiale Ausdehnung besitzen als der erste Verbindungskanal 11. Ein Abflussanschluss 24 kann wiederum an dem zweiten Verbindungskanal 12 angeordnet werden und eine geringere axiale Ausdehnung besitzen als der zweite Verbindungskanal 12. Der Zuflussanschluss 23 und Abflussanschluss 24 dienen zum Zuführen und Abführen des Kühlmediums in die Kühlkanäle 5,6 der Kühlvorrichtung 1. Beispielsweise kann hierbei ein an diesen beiden Anschlüssen 23, 24 ein Kühlmittelbehälter oder ein weiterer Kühlkreislauf angeschlossen sein.
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Dadurch dass der Zuflussanschluss 23 und Abflussanschluss 24 eine jeweils geringere axiale Ausdehnung als der erste und zweite Verbindungskanal 11, 12 aufweisen, können die Positionen des Zuflussanschlusses 23 und Abflussanschlusses 24 an dem ersten Verbindungskanal 11 und dem zweiten Verbindungskanal 12 ausgewählt werden. Mit anderen Worten kann der Zuflussanschluss 23 an einer wählbaren axialen Position an dem ersten Verbindungskanal 11 angeordnet werden. Ebenfalls kann der Abflussanschluss 24 wählbar an einer axialen Position an dem zweiten Verbindungskanal 24 angeordnet werden.
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Beispielsweise kann der Zuflussanschluss 23 und Abflussanschluss 24 an der Verbindungsstelle 17 axial im Überdeckungsbereich des ersten und/oder zweiten Verbindungskanals 11, 12 angeordnet sein.
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Durch die frei wählbare Positionierung des Zuflussanschlusses 23 und Abflussanschlusses 24 kann die Kühlvorrichtung 1 an dem Bauraum beziehungsweise Geometrie der elektrischen Maschine angepasst werden.
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Insbesondere zeigt die 2 eine schematische Darstellung der Kühlvorrichtung 1 im Zusammenspiel mit der elektrischen Maschine 2. Dabei ist hier die Kühlvorrichtung 1 mit der elektrischen Maschine 2 fest verbunden. Insbesondere ist der erste und zweite mäanderförmige Kühlkanal 5, 6 an dem Außenumfang 8 des Stators 4 angeordnet, wodurch der Außenumfang 8 des Stators 4 in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, von dem ersten und zweiten mäanderförmigen Kühlkanal 5, 6 umschlossen beziehungsweise bedeckt beziehungsweise abgedeckt ist.
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In einer weiteren Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Kühlkanäle 5, 6 in einer Nut beziehungsweise Vertiefung des Stators 4 beziehungsweise Statorträgers beziehungsweise Statormantels ausgeführt sind. Dabei kann diese Nut beziehungsweise Vertiefung in dem Herstellungsprozess des Stators 4 oder in einem nachträglichen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann in dem Stator 4 durch nachträgliches Fräsen, Schneiden, Spannen oder Entfernen eines Statormaterials des Stators 4 hergestellt werden. Andernfalls kann gleich bei Herstellung des Stators 4 die Nut beziehungsweise Vertiefung vorgesehen werden. Dies kann beispielsweise durch die Form für das Gießen des Statorträgers des Stators 4 berücksichtigt werden. Dabei benötigt die Kühlvorrichtung 1 eine flache Metallhülle beziehungsweise Gehäuse mit flächiger Mantelfläche, die passend durch den Stator 4 aufgenommen werden kann und somit dann zusammen den geschlossenen Kühlkanal 5, 6 bilden.
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Ebenfalls denkbar ist, dass alternative Herstellungsmethoden berücksichtigt werden können. Beispielsweise können die Kühlkanäle 5, 6 zumindest teilweise als Vertiefung in einem Gehäuse der elektrischen Maschine 2 beziehungsweise des Stators 4 gebildet werden. Beispielweise kann bereits beim Herstellungsprozess der elektrischen Maschine 2 die Kühlkanäle 5 integriert werden. Ebenso können die Kühlkanäle 5, 6 nachträglich mit der elektrischen Maschine 2 verbunden beziehungsweise integriert werden.
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Im Zusammenwirken mit einem Gehäuse, welches ebenfalls als Hohlzylinder flächig um die Mantelfläche der Kühlvorrichtung 1 herum anordenbar ist und die Kühlkanäle 5, 6 radial nach außen abschließt, kann so ein geschlossener Kühlkreislauf für eine elektrische Maschine 2 dargestellt werden. Zwischen dem Stator 4 beziehungsweise der Kühlvorrichtung 1 und dem Gehäuse kann dann auch eine Dichtung vorgesehen sein um die Kühlvorrichtung 1 nach außen hin abzudichten und ein Austreten von Kühlflüssigkeiten zu verhindern.
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Des Weiteren zeigt die 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung 1. Dabei zeigt die 3 in analogerweise zu der 1 und 2 den Fall, bei dem die Kühlkanäle 5, 6 jeweils zwei Windungen 19, 20 aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlvorrichtung
- 2
- Elektrische Maschine
- 3
- Rotor
- 4
- Stator
- 5
- Erster mäanderförmiger Kühlkanal
- 6
- Zweiter mäanderförmiger Kühlkanal
- 7
- Erster Bereich
- 8
- Außenumfang
- 9
- Zweiter Bereich
- 10
- Hohlzylinder
- 11, 12
- Erster und zweiter Verbindungskanal
- 13, 14
- Zuflüsse
- 15, 16
- Abflüsse
- 17
- Verbindungsstelle
- 18
- Gegenüberliegende Seite
- 19
- Wendungen des ersten Kühlkanals
- 20
- Wendungen des zweiten Kühlkanals
- 21
- Strömungspfeile des ersten Kühlkanals
- 22
- Strömungspfeile des zweiten Kühlkanals
- 23
- Zuflussanschluss
- 24
- Abflussanschluss
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19624519 A1 [0003]
- DE 102016216019 A1 [0004]
- DE 102013211408 A1 [0005]
