DE102021123317A1

DE102021123317A1 - Gehäuse mit mäanderförmigem Kühlmittelkanal für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102021123317A1
Application number: DE102021123317.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Lang; Robert Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-03-09

Abstract

Es wird ein Gehäuse für eine elektrische Maschine beschrieben. Das Gehäuse umfasst ein Basis-Gehäuseteil, das ausgebildet ist, zumindest einen Stator der elektrischen Maschine zu umschließen. Das Basis-Gehäuseteil umfasst eine Seitenwand mit einer Vielzahl von Kanalabschnitten, die sich entlang der Längsachse des Basis-Gehäuseteils von der ersten Stirnfläche bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils erstreckt. Das Basis-Gehäuseteil umfasst an der ersten und der zweiten Stirnfläche Umlenkbereiche, die jeweils zwei nebeneinanderliegende Kanalabschnitte miteinander verbinden, sodass innerhalb der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils aus der Vielzahl von Kanalabschnitten ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet wird. Des Weiteren umfasst das Gehäuse Stirnflächenteile, die die erste und die zweite Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils bedecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, etwa eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine elektrische Maschine, das eine effiziente und zuverlässige Kühlung ermöglicht und das in effizienter Weise hergestellt werden kann.
Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs. Die elektrische Maschine kann einen Kühlmantel aufweisen, durch den zur Kühlung, insbesondere zur Kühlung des Stators der elektrischen Maschine und/oder zur Kühlung von ein oder mehreren anderen Komponenten des Antriebsstrangs des Fahrzeugs, ein Kühlmittel (z.B. Wasser) geleitet wird.
Die Bereitstellung eines Kühlmantels ist mit einem relativ hohen Herstellungsaufwand verbunden (z.B. zur Herstellung eines doppelwandigen Gehäuses unter Verwendung von Sandkernen). Ferner ist der Kühlmantel relativ weit von den Statorwicklungen entfernt und ermöglicht daher nur eine relativ niedrige Kühleffizienz.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Gehäuse für eine elektrische Maschine bereitzustellen, das eine effiziente Kühlung ermöglicht und das in kosteneffizienter Weise hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird durch jeden einzelnen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein Gehäuse für eine elektrische Maschine beschrieben. Das Gehäuse ist ausgebildet, den Stator und den Rotor der elektrischen Maschine (zumindest entlang der Mantelfläche) zu umschließen. Der Rotor der elektrischen Maschine, insbesondere die von dem Rotor angetriebene Welle, kann ausgebildet sein, sich um eine Längs- bzw. Rotationsachse zu drehen. Alternativ oder ergänzend kann das Gehäuse ausgebildet sein, ein oder mehrere weitere Komponenten (zumindest teilweise) zu umschließen, wie z.B. einen Umrichter und/oder ein Getriebe. Das Gehäuse kann z.B. als Zentralgehäuse ausgebildet sein, das ein oder mehrere weitere Komponenten des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs umschließt. So kann der Integrationsgrad des Antriebsstrangs und der Kühlung des Antriebsstrangs weiter erhöht werden.
Das Gehäuse umfasst ein Basis-Gehäuseteil, das ausgebildet ist, den Stator der elektrischen Maschine (und ggf. ein oder mehrere weitere Komponenten des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs) zu umschließen. Das Basis-Gehäuseteil kann eine kreiszylindrische Form aufweisen, wobei die Längsachse des Rotors die Höhenachse des kreiszylinderförmigen Basis-Gehäuseteils bildet (und somit der Längsachse des Gehäuses entspricht). Insbesondere kann das Basis-Gehäuseteil eine die Längsachse umschließende (kreis-) zylinderförmige Seitenwand aufweisen, die sich von einer ersten Stirnfläche bis zu einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils erstreckt. Das Basis-Gehäuseteil kann aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, bestehen. Das Basis-Gehäuseteil kann auf Basis eines Stranggussteils hergestellt, insbesondere zugeschnitten, worden sein.
Das Basis-Gehäuseteil umfasst in der Seitenwand eine Vielzahl von Kanalabschnitten, wobei sich die einzelnen Kanalabschnitte entlang der Längsachse des Basis-Gehäuseteils von der ersten Stirnfläche bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils erstrecken. Die einzelnen Kanalabschnitte können parallel zueinander um die zentrale Längsachse des Basis-Gehäuseteils herum angeordnet sein. Dabei können die Kanalabschnitte entlang des Umfangs der Seitenwand, d.h. in Umfangsrichtung, gleichmäßig verteilt sein. Das Basis-Gehäuseteil kann z.B. 2N Kanalabschnitte aufweisen, wobei N eine ganze Zahl mit N≥1, insbesondere N>2, ist. Typischerweise ist N gleich 5 oder mehr, oder 10 oder mehr.
Die einzelnen Kanalabschnitte können jeweils eine bestimmte Querschnittsfläche und/oder einen bestimmten Durchmesser senkrecht zu der Längsachse aufweisen. Die bestimmte Querschnittsfläche und/oder der bestimmte Durchmesser können dabei ausreichend groß sein, sodass die Kanalabschnitte ein Kühlmittel (z.B. Wasser), insbesondere eine zur Kühlung der elektrischen Maschine ausreichende Menge an Kühlmittel, führen können.
Das Basis-Gehäuseteil weist an der ersten und der zweiten Stirnfläche Umlenkbereiche auf, die jeweils zwei (in Umfangsrichtung direkt) nebeneinanderliegende Kanalabschnitte miteinander verbinden. Die Kanalabschnitte können somit jeweils paarweise über Umlenkbereiche an den Stirnflächen der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils miteinander verbunden werden. Dadurch können die Kanalabschnitte in Serie zueinander angeordnet werden, um einen zusammenhängenden Kühlmittelkanal zu bilden. Das Verbinden über Umlenkbereiche kann insbesondere derart erfolgen, dass innerhalb der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils aus der Vielzahl von Kanalabschnitten, insbesondere aufgrund der Aneinanderreihung der Kanalabschnitte über die Umlenkbereiche, ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet wird.
Die einzelnen Umlenkbereiche können in effizienter Weise von der jeweiligen Stirnfläche her durch ein spanendes Verfahren (z.B. Fräsen oder Bohren) hergestellt werden. Dabei weist ein Umlenkbereich bevorzugt eine derart große Tiefe entlang der Längsachse auf, dass der Umlenkbereich bei der Umlenkung von Kühlmittel von einem Kanalabschnitt in einen nachfolgenden Kanalabschnitt jeweils zumindest die bestimmte Querschnittsfläche der einzelnen Kanalabschnitte aufweist. Alternativ oder ergänzend kann der Umlenkbereich derart sein, dass die Tiefe des Umlenkbereichs zwischen ein- und fünfmal dem bestimmten Durchmesser der einzelnen Kanalabschnitte entspricht.
Die Umlenkbereiche können somit flusstechnisch Verlängerungen der einzelnen Kanalabschnitte bilden, um die Vielzahl von Kanalabschnitten in der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils sequentiell aneinanderzureihen, und um dadurch einen mäanderförmigen Kühlmittelkanal zu bilden (der sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils erstreckt).
Das Gehäuse kann ferner Stirnflächenteile umfassen, die die erste und die zweite Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils bedecken. Ein Stirnflächenteil kann dabei durch ein oder mehrere Schraubverbindungen an einer Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils befestigt sein.
Es wird somit ein Gehäuse für eine elektrische Maschine beschrieben, das einen mäanderförmigen Kühlmittelkanal aufweist. Das Gehäuse kann in effizienter Weise aus einem Stranggussteil hergestellt werden. Ferner kann durch den mäanderförmigen Kühlmittelkanal eine effiziente Kühlung der elektrischen Maschine ermöglicht werden.
Der mäanderförmige Kühlmittelkanal ist bevorzugt derart ausgebildet, dass zwei direkt nebeneinanderliegende Kanalabschnitte über einen Umlenkbereich an einer Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils bezüglich der Flussrichtung von Kühlmittel in Serie zueinander angeordnet werden. Diese Serienschaltung kann in entsprechender Weise für alle Kanalabschnitte vorliegen, sodass ein Kühlmittelkanal bereitgestellt wird, bei dem die Kanalabschnitte entlang des Umfangs der Seitenwand in Serie zueinander angeordnet sind. Dabei können die Kanalabschnitte entlang des Umfangs der Seitenwand abwechselnd in einer Vorwärts-Richtung von der ersten Stirnfläche zu der zweiten Stirnfläche und in einer Rückwärts-Richtung von der zweiten Stirnfläche zu der ersten Stirnfläche durchflossen werden. So kann in besonders effizienter Weise ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet werden.
Die Umlenkbereiche an der ersten Stirnfläche sind bevorzugt jeweils um eine ungerade Anzahl von Kanalabschnitten, insbesondere jeweils um genau einen Kanalabschnitt, versetzt zu den Umlenkbereichen an der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils angeordnet.
Wie bereits weiter oben dargelegt, kann das Basis-Gehäuseteil 2N Kanalabschnitte umfassen. Die Kanalabschnitte n und n+1, mit n=1, ...., N, können dabei (in Umfangsrichtung) direkt nebeneinander in der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils angeordnet sein. Dabei kann der Kanalabschnitt n=2N+1 dem Kanalabschnitt n=1 entsprechen. Die Umlenkbereiche an der ersten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils können ausgebildet sein, die Kanalabschnitte 2n und 2n+1 miteinander zu verbinden und strömungstechnisch in Serie zueinander anzuordnen (für alle n=1, ..., N). Andererseits können die Umlenkbereiche an der zweiten Stirnfläche ausgebildet sein, die Kanalabschnitte 2n-1 und 2n miteinander zu verbinden und strömungstechnisch in Serie zueinander anzuordnen (für alle n=1, .., N).
Durch einen derartigen Versatz der Umlenkbereich an der ersten und der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils kann der mäanderförmiger Kühlmittelkanal in besonders effizienter Weise gebildet werden
Die Umlenkbereiche können durch die Stirnflächenteile bedeckt und ggf. abgedichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Gehäuse in einem Umlenkbereich zwischen einem Kanalabschnitt und einem (entlang der Flussrichtung direkt) nachfolgenden Kanalabschnitt ein Umlenkelement aufweisen. Das Gehäuse kann 2N Umlenkbereiche aufweisen (N an der ersten Stirnfläche und N an der zweiten Stirnfläche). In 2N-1 Umlenkbereichen kann jeweils ein Umlenkelement angeordnet sein. Ein Umlenkelement kann dabei auch als Umlenkteil bezeichnet werden. In dem verbleibenden Umlenkbereich kann ein Verschlusselement bzw. Verschlussteil angeordnet sein.
Das Umlenkelement in einem Umlenkbereich kann ausgebildet sein, den Umlenkbereich zu der jeweiligen Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils hin abzudichten. Alternativ oder ergänzend kann das Umlenkelement in einem Umlenkbereich ausgebildet sein, Kühlmittel von dem Kanalabschnitt in den nachfolgenden Kanalabschnitt umzulenken und/oder zu führen. Durch die Bereitstellung von Umlenkelementen können die strömungstechnischen Eigenschaften des Kühlmittelkanals weiter verbessert werden. Ferner kann eine besonders zuverlässige Abdichtung des Kühlmittelkanals bewirkt werden.
Das Basis-Gehäuseteil kann in der Seitenwand an einem Zufluss-Kanalabschnitt (z.B. in dem Kanalabschnitt n=1) eine radiale Zufluss-Öffnung und an einem (in Umfangsrichtung direkt) benachbarten Abfluss-Kanalabschnitt (z.B. in dem Kanalabschnitt n=2N) eine radiale Abfluss-Öffnung aufweisen. Die Öffnungen können z.B. relativ nah an der ersten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils angeordnet sein.
Die Zufluss-Öffnung kann ausgebildet sein, Kühlmittel von außerhalb des Gehäuses in den Zufluss-Kanalabschnitt zu leiten. Ferner kann die Abfluss-Öffnung ausgebildet sein, Kühlmittel von dem Abfluss-Kanalabschnitt aus dem Gehäuse zu leiten. Durch die Bereitstellung von radialen Anschlussöffnungen (insbesondere Bohrungen) kann der Kühlmittelkanal in besonders effizienter Weise an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden.
Das Gehäuse kann in dem Umlenkbereich zwischen dem Zufluss-Kanalabschnitt und dem Abfluss-Kanalabschnitt ein Verschlusselement aufweisen (das auch als Verschlussteil bezeichnet werden kann). Dabei kann das Verschlusselement ausgebildet sein, den Umlenkbereich zu der jeweiligen Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils hin abzudichten. Alternativ oder ergänzend kann das Verschlusselement ausgebildet sein, den Fluss von Kühlmittel in dem Umlenkbereich zwischen dem Zufluss-Kanalabschnitt und dem Abfluss-Kanalabschnitt (vollständig) zu blockieren. Durch die Bereitstellung eines Verschlusselements in einem Umlenkbereich kann in effizienter Weise eine definierte Strömungsrichtung in dem Kühlmittelkanal bewirkt werden (z.B. ausgehend von dem Kanalabschnitt n=1, sequentiell bis zu dem Kanalabschnitt n=2N).
Das Basis-Gehäuseteil kann an der ersten und an der zweiten Stirnfläche jeweils Gewindebohrungen zur Befestigung des jeweiligen Stirnflächenteils aufweisen. Dabei können die Gewindebohrungen derart an einer Stirnfläche angeordnet sein, dass zwischen zwei direkt benachbarten Gewindebohrungen jeweils eine gerade Anzahl von Kanalabschnitten angeordnet ist, insbesondere j eweils genau zwei Kanalabschnitte angeordnet sind. Ferner können die Gewindebohrungen an der ersten Stirnfläche um eine ungerade Anzahl von Kanalabschnitten, insbesondere um genau einen Kanalabschnitt, gegenüber den Gewindebohrungen an der zweiten Stirnfläche versetzt sein. So können die Stirnflächenteile in effizienter Weise an dem Basis-Gehäuseteil befestigt werden, ohne dabei das Bilden eines mäanderförmigen Kühlmittelkanals zu beeinträchtigen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine elektrische Maschine, insbesondere eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine, beschrieben, die das in diesem Dokument beschriebenen Gehäuse umfasst. Die elektrische Maschine umfasst ferner einen Stator und einen Rotor. Des Weiteren kann die elektrische Maschine eine Kühlvorrichtung (z.B. eine Pumpe für Kühlmittel) umfassen, die ausgebildet ist, Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal des Gehäuses der elektrischen Maschine zu pumpen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine elektrische Maschine beschrieben. Das Verfahren umfasst das Zuschneiden eines Stranggussteils, das eine Seitenwand mit einer Vielzahl von Kanalabschnitten umfasst, wobei sich die Vielzahl von Kanalabschnitten entlang einer Längsachse entlang der Seitenwand erstreckt. Das Zuschneiden erfolgt derart, sodass ein Basis-Gehäuseteil gebildet wird, das ausgebildet ist, zumindest einen Stator der elektrischen Maschine zu umschließen, und bei dem sich die Kanalabschnitte jeweils von der ersten Stirnfläche bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils erstreckt.
Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen von Umlenkbereichen an der ersten und der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils, die jeweils zwei nebeneinanderliegende Kanalabschnitte miteinander verbinden, sodass innerhalb der Seitenwand des Basis-Gehäuseteils aus der Vielzahl von Kanalabschnitten ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet wird. Außerdem kann das Verfahren umfassen, das Abdecken der ersten und/oder der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils, z.B. mit jeweils einem Stirnflächenteil, und/oder das Abdecken der Umlenkbereiche, z.B. mit jeweils einem Umlenkelement (bzw. mit einem Verschlusselement).
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1a eine beispielhafte elektrische Maschine mit einem Kühlmantel;
1b ein beispielhaftes Statorblech (in einer Ansicht, bei der die Längsachse des Stators horizontal auf der Bildebene steht);
1c einen aus Statorblechen zusammengesetzten Stator (in einer Ansicht, bei der die Längsachse des Stators horizontal innerhalb der Bildebene verläuft);
2a bis 2e unterschiedliche Schritte bei der Herstellung eines Basis-Gehäuseteils mit mehreren Kanalabschnitten;
3a ein Verschlussteil, ein Umlenkteil und ein Anschlussteil für ein Gehäuse;
3b das Basis-Gehäuseteil mit Umlenkteilen und einem Verschlussteil;
3c und 3d unterschiedliche Ansichten eines beispielhaften Stirnflächenteils für das Gehäuse einer elektrischen Maschine;
3e eine beispielhafte Darstellung des mäanderförmigen Kühlmittelkanals des Gehäuses; und
4 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses; und
5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung eines Gehäuses für eine elektrische Maschine.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Kühlung einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine oder einer Synchronmaschine. In diesem Zusammenhang zeigt 1a eine beispielhafte elektrische Maschine 100 in einer Ansicht senkrecht auf die von der elektrischen Maschine 100 angetriebenen Welle 101 bzw. senkrecht auf die Längsachse des Stators 110 bzw. des Rotors 120 der elektrischen Maschine 100 (die entlang der z-Achse des dargestellten kartesischen Koordinatensystems verlaufen). Die elektrische Maschine 100 umfasst einen Stator 110 mit mehreren Statorwicklungen 111, die radial um die Welle 101 angeordnet sind, und die eingerichtet sind, ein elektromagnetisches Drehfeld zu erzeugen. Der Stator 110 ist von einem Gehäuse 135 der elektrischen Maschine 100 umgeben.
Des Weiteren umfasst die elektrische Maschine 100 einen Rotor 120, der durch das von dem Stator 110 bewirkte Drehfeld angetrieben wird. Der Rotor 120 ist fest mit der von der elektrischen Maschine 100 angetriebenen Welle 101 verbunden. Der Rotor 120 umfasst einen Rotorkörper 122, der in dem dargestellten Beispiel von einem Kurzschlusskäfig 121 umgeben wird. Der Rotorkörper 122 kann aus einzelnen Eisenblechen bestehen. Der Kurzschlusskäfig 121 weist typischerweise eine Vielzahl von Nutstäben auf, die in entsprechenden Nuten (nicht dargestellt) des Rotorkörpers 122 eingebettet sind, und die parallel zu und/oder entlang der Welle 101 verlaufen. Die Nutstäbe können an beiden Enden bzw. an beiden Stirnflächen des Rotorkörpers 122 über jeweils einen Kurzschlussring (nicht dargestellt) elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Über die Kurzschlussringe werden die einzelnen Nutstäbe elektrisch kurzgeschlossen.
Der Rotor 120 einer elektrischen Maschine 100 (der als Kurzschlussläufer oder Käfigläufer ausgebildet sein kann) kann somit als Rotorkörper 122 ein Eisenblechpaket (z.B. zusammengesetzt aus gegenseitig isolierten Blechen) aufweisen. Der Kurzschlusskäfig 121 besteht dabei bevorzugt aus Kupfer und/oder Aluminium, um einen möglichst niedrigen elektrischen Widerstand zu bewirken.
In entsprechender Weise kann auch der Stator 110 aus einzelnen (gegenseitig isolierten) Statorblechen 150 (z.B. Eisenbleche) zusammengesetzt sein (wie beispielhafte in den 1b und 1c dargestellt). Ein Statorblech 150 kann dabei die Form eines Rings aufweisen (der auch als Statorjoch bezeichnet wird), der an der der Mitte des Rings zugewandten Innenseite Stege 151 für entsprechende Statorwicklungen 111 des Stators 110 aufweist. Für jede Statorwicklung 111 kann jeweils ein Steg 151 bereitgestellt werden. Zwischen zwei direkt benachbarten Stegen 151 bzw. Statorwicklungen 111 ergibt sich typischerweise eine Statornut 113 als Freiraum.
Wie in 1c dargestellt, kann eine Vielzahl von Statorblechen 150 (z.B. 50 oder mehr, oder 100 oder mehr Statorbleche 150) entlang der Längsachse des Stators 110 übereinandergelegt werden, um den Stator 110 zu bilden. Um die einzelnen Stege 151 (bzw. um die dadurch gebildeten Polkerne) können dann die Statorwicklungen 111 angeordnet werden. Durch die aufeinander gelegten Statorbleche 150 wird mittig ein Freiraum 160 für den Rotor 120 gebildet.
Die elektrische Maschine 100 kann zur Kühlung einen Kühlmantel 130 mit Kühlleitungen 131 umfassen, wobei der Kühlmantel 130 zumindest teilweise oder vollständig um den Stator 110 und/oder um das Gehäuse 135 der elektrischen Maschine 100 (bzw. um das Gehäuse 135 der elektrischen Maschine 100 und ein oder mehreren weiteren Komponenten des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs) angeordnet werden kann. Durch den Kühlmantel 130, insbesondere über die einzelnen Kühlleitungen 131, kann ein Kühlmittel (z.B. Wasser) geleitet werden, um die thermische Energie, die beim Betrieb der elektrischen Maschine 100 entsteht, insbesondere thermische Energie von den Statorwicklungen 111, abzuführen.
Der in 1a dargestellte Kühlmantel 130 ist relativ weit von den zu kühlenden Statorwicklungen 111 entfernt, und weist daher typischerweise nur eine relativ geringe Kühleffizienz auf. Ferner ist die Herstellung eines Kühlmantels 130 meist mit einem relativ hohen Aufwand verbunden.
Insbesondere ist die Gestaltung eines innenliegenden Gehäusekühlkanals 131 im Rahmen eines Gussverfahrens (z.B. durch die Notwendigkeit des Entfernens des Sandkerns (d.h. des Negativabdrucks des Kühlkanals 131) und der Kernstützen) limitiert. Ferner müssen bei einem mehrteiligen Gehäuse 135 typischerweise die Bereiche des Kühlkanals 131, welche Kontakt zu einem anderen Gehäuseteil aufweisen, mechanisch nachgearbeitet werden, damit sich die Gehäuseteile wie gewünscht fügen lassen. Bei einem (Selective Laser Melting) SLM-Verfahren (z.B. im Rahmen von Rapid-Prototyping) sind typischerweise die Größe der SLM-Anlage limitierend und/oder die relativ hohen Kosten und die relativ lange Zeitdauer des SLM-Prozesses nachteilig und daher für den Serieneinsatz meist nicht rentabel.
In den 2a bis 2e, 3a bis 3e, und 4 werden unterschiedliche Komponenten eines Gehäuses 135 für eine elektrische Maschine 100 beschrieben, das einen integrierten, mäanderförmigen, Kühlmittelkanal 320 zur Kühlung der elektrischen Maschinen 100, insbesondere zur Kühlung der Statorwicklungen 111 aufweist. Das Gehäuse 135 mit der integrierten Gehäusekühlung kann in effizienter Weise hergestellt werden. Ferner kann durch eine integrierte Gehäusekühlung die Kühlung relativ nah bei den Statorwicklungen 111 positioniert werden, wodurch die Kühleffizienz erhöht wird.
Das in diesem Dokument beschriebene Gehäuse 135 umfasst ein Basis-Gehäuseteil 210, das ausgebildet ist, den Stator 110 der elektrischen Maschine 100 zu umschließen. Das Basis-Gehäuseteil 210, insbesondere die Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210, kann die Form eines Hohlzylinders mit einem kreisförmigen Profil aufweisen. Die Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210 kann an einer ersten Stirnfläche Gewindebohrungen 212 zur Befestigung eines ersten Stirnflächenteils 310 (siehe 3c und 3d) aufweisen. In entsprechender Weise kann über Gewindebohrungen 212 an der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210 ein zweites Stirnflächenteil 310 an der zweiten Stirnfläche befestigt werden. Das Basis-Gehäuseteil 210 kann somit an den Stirnflächen mit jeweils einem Stirnflächenteil 310 bedeckt werden, um ein geschlossenes Gehäuse 135 bereitzustellen.
2a bis 2e veranschaulichen unterschiedliche Schritte bei der Herstellung des Basis-Gehäuseteils 210. Als Ausgangspunkt kann, wie in 2a dargestellt, ein Stranggussteil 200 verwendet werden, das z.B. als Rohr ausgebildet ist, welches Kanalabschnitte 202 aufweist, die sich entlang der Längsachse des Rohrs (d.h. entlang der z-Achse des o.g. kartesischen Koordinatensystems) erstrecken. Das Stranggussteil 200 kann eine Seitenwand 201 aufweisen, die die Längsachse umschließt und die z.B. ein kreisförmiges Profil aufweist. In der Seitenwand 201 können eine Vielzahl von Kanalabschnitten 202 angeordnet sein, die (gleichmäßig) um die Längsachse herum verteilt sind.
Aus dem Stranggussteil 200 kann ein Teilabschnitt als Basis für das Basis-Gehäuseteil 210 abgetrennt werden (siehe 2b). Es steht dann ein Rohrstück bereit, das eine Vielzahl von Kanalabschnitte 202 aufweist, die sich jeweils entlang der Längsachse von der ersten Stirnfläche bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210 erstrecken. Aus den Kanalabschnitten 202 kann ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal 320 gebildet werden.
In einem weiteren Schritt können ggf. die Stirnflächen des Basis-Gehäuseteils 210 bearbeitet werden, um planare Stirnflächen bereitzustellen, die senkrecht zu der Längsachse verlaufen und somit fluiddicht durch Stirnflächenteile 310 abgedeckt werden können. Ferner kann die Innenseite 203 der Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210 bearbeitet werden, z.B. um den Durchmesser des von dem Basis-Gehäuseteil 210 umschlossenen Hohlraums an den Durchmesser des Stators 110 der elektrischen Maschine 100 anzupassen (siehe 2c).
Wie in 2d dargestellt, können Bohrungen 212 in den ein oder mehreren Stirnflächen der Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210 eingebracht werden, um die Stirnflächenteile 310 an den ein oder mehreren Stirnflächen befestigen zu können (z.B. durch Schrauben). Dabei kann eine Bohrung 212 jeweils zwischen zwei Paaren von Kanalabschnitten 202 bereitgestellt werden. Wenn das Basis-Gehäuseteil 210 2N Kanalabschnitte 202 aufweist, können somit N Bohrungen 212 hergestellt werden. In dem in 2d dargestellten Beispiel ist N=12.
Die Bohrungen 212 an der ersten Stirnfläche sind bevorzugt versetzt zu den Bohrungen 212 an der zweiten Stirnfläche angeordnet, insbesondere versetzt um genau einen Kanalabschnitt 202. Beispielsweise können die Bohrungen 212 auf der ersten Stirnfläche zwischen den Kanalabschnitten 202 mit den Indexnummern 2n-1 und 2n angeordnet sein, mit n=1, ..., N (wobei der Kanalabschnitt 202 mit der Indexnummer 2N+1 dem Kanalabschnitt 202 mit der Indexnummer 1 entspricht). Andererseits können die Bohrungen 212 auf der zweiten Stirnfläche zwischen den Kanalabschnitten 202 mit den Indexnummern 2n und 2n+1 angeordnet sein.
Ferner können, wie beispielhaft in 2e dargestellt, an den Stirnflächen der Seitenwand 201 Umlenkbereiche 213 zwischen jeweils zwei direkt benachbarten Kanalabschnitten 202 gebildet werden. Zur Herstellung eines Umlenkbereichs 213 kann in der jeweiligen Stirnfläche der Seitenwand 201 ein Hohlraum geschaffen werden (z.B. durch Fräsen oder Bohren), der die Enden der zwei direkt benachbarten Kanalabschnitte 202 miteinander verbindet. Ein Umlenkbereich 213 kann z.B. eine Tiefe (entlang der Längsachse) aufweisen, die zwischen 1d und 5d liegt, wobei d der Durchmesser der einzelnen Kanalabschnitte 202 ist.
An der ersten Stirnfläche der Seitenwand 201 können N Umlenkbereiche 213 zwischen den Kanalabschnitten 202 mit den Indexnummern 2n und 2n+1 bereitgestellt werden. An der zweiten Stirnfläche der Seitenwand 201 können N Umlenkbereiche 213 zwischen den Kanalabschnitten 202 mit den Indexnummern 2n-1 und 2n bereitgestellt werden. Die Umlenkbereiche 213 können somit an der ersten und zweiten Stirnfläche der Seitenwand 201 jeweils um einen Kanalabschnitt 202 versetzt zueinander sein. So kann ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal 320 hergestellt werden, der sich aus den Kanalabschnitten n, mit n=1, ...., 2N, zusammensetzt, wobei zwischen jeweils zwei Kanalabschnitten n und n+1 jeweils ein Umlenkbereich 213 angeordnet ist. Dabei sind die Umlenkbereiche 213 entlang der Flussrichtung des Kühlmittelkanals 320 abwechselnd an der ersten und an der zweiten Stirnfläche angeordnet.
Wie in 2e dargestellt, können an der Seitenwand 201 radiale Öffnungen 214, 215, insbesondere radiale Bohrungen, hergestellt werden. Dabei kann eine erste Öffnung 214 als Zulauf und eine zweite Öffnung 215 als Ablauf für Kühlmittel dienen. Die erste Öffnung 214 kann z.B. an dem Kanalabschnitt n=1 angeordnet sein. Die zweite Öffnung 215 kann z.B. an dem Kanalabschnitt n=2N angeordnet sein. So kann Kühlmittel über die erste Öffnung 214 in den Kanalabschnitt n=1 eingebracht, durch den mäanderförmigen Kühlmittelkanal 320 geführt, und über die zweite Öffnung 215 an dem Kanalabschnitt n=2N wieder entnommen werden.
Die Umlenkbereiche 213 können durch das Anbringen der Stirnflächenteile 310 an die erste und an die zweite Stirnfläche der Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210 fluiddicht verschlossen werden. Alternativ oder ergänzend können in den einzelnen Umlenkbereichen 213 jeweils Umlenkelemente 301 (siehe 3a und 3b) angeordnet werden. Ein Umlenkelement 301 kann dabei eine abgerundete Form aufweisen, um die Umlenkung des Kühlmittels um 180° an der jeweiligen Stirnfläche zu unterstützen. Ferner kann ein Umlenkelement 301 ausgebildet sein, einen Umlenkbereich 213 zu der jeweiligen Stirnfläche hin abzudichten. So können die Anforderungen an eine Dichtung zwischen dem Basis-Gehäuseteil 210 und dem jeweiligen Stirnflächenteil 310 reduziert werden. Ferner können so die Strömungseigenschaften des Kühlmittelkanals 320 verbessert werden.
In dem Umlenkbereich 213 zwischen den Kanalabschnitten n=1 und n=2N (an denen die beiden Anschlussöffnungen 214, 215 angeordnet sind) kann (anstelle des Umlenkelements 301) ein Verschlusselement 302 angeordnet werden (siehe 3a und 3b). Das Verschlusselement 302 kann ausgebildet sein, einen Fluss von Kühlmittel auf dem direkten Weg zwischen den nebeneinanderliegenden Kanalabschnitten n=1 und n=2N zu unterbinden. Durch die Bereitstellung eines Verschlusselements 302 kann in effizienter und zuverlässiger Weise eine definierte Flussrichtung innerhalb des Kühlmittelkanals ausgehend von dem Kanalabschnitt n=1, über die Kanalabschnitte n=2 bis n=2N-1, bis zu dem Kanalabschnitt n=2N festgelegt werden.
3b zeigt ferner Anschlusselemente bzw. Anschlussteile 303, die in die Anschlussöffnungen 214 215 eingebracht werden können, um externe Kühlmittelleitungen (nicht dargestellt) an das Gehäuse 135 anschließen zu können. Die Anschlusselemente 303 können als Dichtungen zur Abdichtung der jeweiligen Anschlussöffnung 214, 215 ausgebildet sein.
3c und 3d zeigen unterschiedliche Ansichten eines Stirnflächenteils 310. Das Stirnflächenteil 310 kann entsprechende Bohrungen 312 zu den Bohrungen 212 an der jeweiligen Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210 aufweisen, um das Stirnflächenteil 310 an der jeweiligen Stirnfläche befestigen zu können. Ferner kann das Stirnflächenteil 310 eine zentrale Öffnung 311 aufweisen, z.B. für eine Rotorwelle der elektrischen Maschine 100. Des Weiteren kann das Stirnflächenteil 310 ggf. eine Funktionsfläche 313 aufweisen, z.B. zur Lagerung der elektrischen Maschine 100. Die Stirnflächenteile 310 für die beiden Stirnflächen des Basis-Gehäuseteils 210 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein (je nach Anforderungen an das Gehäuse 135).
3e zeigt eine Innenansicht der Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210. Insbesondere zeigt 3e den mäanderförmigen Kühlmittelkanal 320, der durch die Aneinanderreihung von Kanalabschnitten 202 und den dazwischenliegenden Umlenkbereichen 213 gebildet wird. In dem in 3e dargestellten Beispiel sind in den Umlenkbereichen 213 Umlenkelemente 301 angeordnet. Ferner ist in dem Umlenkbereich 213, an dem die Anschlussöffnungen 214, 215 angeordnet sind, ein Verschlusselement 302 angeordnet. Des Weiteren zeigt 3e die Anschlusselemente 303 in den Anschlussöffnungen 214, 215. Außerdem zeigt 3e durch Pfeile beispielhaft die Flussrichtung des Kühlmittels in zwei direkt benachbarten Kanalabschnitten 202.
4 zeigt ein beispielhaftes Gehäuse 135 mit dem Basis-Gehäuseteil 210 und den Stirnflächenteilen 310. Das Gehäuse 135 weist an der Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210 die Anschlussöffnungen 214, 215 für das Kühlmittel auf.
Es wird somit ein Gehäuse 135 beschrieben, welches z.B. im Strangpressverfahren hergestellt werden kann. Das Gehäuse 135 weist in axialer Richtung verlaufende, (zur Stirnfläche hin) offene Kanäle 202 (d.h. Kanalabschnitte), auf, durch die ein Kühlmedium (etwa Wasser) strömen kann. Des Weiteren kann das Gehäuse 135 ein erstes Stirnflächenteil 310 an der ersten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210 und ein zweites Stirnflächenteil 310 an der zweiten Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils 210 aufweisen. Ferner kann das Gehäuse 135 Umlenkelemente 301, insbesondere Umlenk-Plättchen, umfassen, die ausgebildet sind, das Kühlmedium zwischen den Kanalabschnitten 202 umzulenken, und ggf. gegen die Stirnflächenteile 310 abzudichten. Ferner kann das Gehäuse 135 ein Verschlusselement 302, insbesondere ein Verschluss-Plättchen, umfassen, das ausgebildet ist, den Start- und Endpunkt des Kühlmittelkanals 320 zu definieren. Außerdem kann das Gehäuse 135 zwei Kühlmittelanschlüsse 214, 215, 303 umfassen.
An einem rohrförmigen Basis-Gehäuseteil 210 können die Stirnflächen mechanisch bearbeitet werden, um das Gehäuse 135 auf ein gewünschtes Längenmaß zu bringen. Die Stirnflächen des Basis-Gehäuseteils 210 dienen als Funktionsflächen zu den Stirnflächenteilen 310, welche ebenfalls stirnseitig bearbeitete Funktionsflächen aufweisen können. Ferner kann der Innendurchmesser des Basis-Gehäuseteils 210 zur Aufnahme eines Stators 110 bearbeitet werden. Des Weiteren können auf beiden Stirnflächen Gewindebohrungen 212 zur Verschraubung mit den Stirnflächenteilen 310 hergestellt werden. Außerdem können stirnseitig Kühlkanal-Umlenkbereiche 213 und/oder radiale Bohrungen für die Kühlkanal-Anschlüsse 214, 215 mechanisch bearbeitet werden.
Die Gewindebohrungen 212 und die Umlenkbereiche 213 werden für die Ausprägung eines mäanderförmigen Kühlmittelkanals 320 jeweils um einen Kanalabschnitt 202 zwischen den beiden Seiten bzw. Stirnflächen des Basis-Gehäuseteils 210 versetzt.
In einem weiteren Schritt können die Umlenkelemente 301 und das Verschlusselement 302 gefügt werden, um den Kühlmittelkanal 320 über die Funktionsflächen der Elemente 301, 302 abzudichten. Ggf. kann optional die Dichtwirkung der Elemente 301, 302 mittels Kleber verbessert werden.
Ferner können zusätzliche Komponenten (wie z.B. ein Stator 110) gefügt werden, bevor der Zusammenbau durch das Fügen und Verschrauben der beiden Stirnflächenteile 310 und/oder der Kühlmittelanschlüsse 214, 215, 303 abgeschlossen werden kann.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zur Herstellung eines Gehäuses 135 für eine elektrische Maschine 100. Das Verfahren 500 umfasst das Zuschneiden 501 eines Stranggussteils 200, das eine Seitenwand 201 mit einer Vielzahl von Kanalabschnitten 202 umfasst, wobei sich die Kanalabschnitte 202 jeweils entlang der Längsachse in der Seitenwand 201 des Stranggussteils 202 erstrecken. Die Seitenwand 201 des Stranggussteils 202 kann z.B. einen (ggf. kreisförmigen) Hohlzylinder bilden, der die Längsachse umschließt. Die Kanalabschnitte 202 können parallel zueinander innerhalb der Seitenwand 201 angeordnet sein. Dabei können die Kanalabschnitte 202 entlang des Umfangs der Seitenwand 201 gleichmäßig verteilt innerhalb der Seitenwand 201 angeordnet sein. Das Stranggussteil 200 kann z.B. 10 oder mehr, oder 20 oder mehr Kanalabschnitte 202 aufweisen. Das Zuschneiden 501 kann durch einen Schnitt durch die Seitenwand 201 senkrecht zu der Längsachse erfolgen.
Durch das Zuschneiden 501 kann ein Basis-Gehäuseteil 210 gebildet werden, das ausgebildet ist, zumindest einen Stator 110 der elektrischen Maschine 100 zu umschließen. Dabei kann insbesondere die Seitenwand 201 ausgebildet sein, den Stator 110 zu umschließen. Die Vielzahl von Kanalabschnitten 202 in der Seitenwand erstreckt sich dann von der ersten Stirnfläche bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210.
Das Verfahren 500 umfasst ferner das Erzeugen 402 von Umlenkbereichen 213 an der ersten und der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210, die jeweils zwei nebeneinanderliegende Kanalabschnitte 202 miteinander verbinden, sodass innerhalb der Seitenwand 201 des Basis-Gehäuseteils 210 aus der Vielzahl von Kanalabschnitten 202 ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal 320 gebildet wird. Es können entlang des Umfangs der Seitenwand 201 abwechselnd Paare von Kanalabschnitten 202 an der ersten Stirnfläche und an der zweiten Stirnfläche über jeweils einen Umlenkbereich 213 miteinander verbunden werden. Das Verbinden der Kanalabschnitte 202 kann dabei derart erfolgen, dass die Kanalabschnitte 202 flusstechnisch in Serie zueinander angeordnet werden, und somit einen zusammenhängenden (mäanderförmigen) Kühlmittelkanal 320 bilden.
Das Verfahren 500 kann ferner umfassen, das Abdecken 403 der ersten und der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210 mit jeweils einem Stirnflächenteil 310. Dabei kann ein Stirnflächenteil 310 über Schraubverbindungen mit der jeweiligen Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils 210 verbunden werden.
Das Strangpressverfahren ist ein kostengünstiges Herstellverfahren, bei dem ein Endlosprofil 200 mit einem beliebigen, aber gleichbleibenden, Querschnitt erzeugt wird. Dieses Endlosprofil 200 kann dann auf die gewünschte Länge (entlang der Längsachse) für ein Gehäuse 135 zugeschnitten werden. Das Strangpressverfahren ermöglicht somit eine einfache Längenskalierung des Gehäuses 135 mit ansonsten unveränderten geometrischen Gegebenheiten.
Im Vergleich zu einem Gussgehäuse mit innenliegender Kühlung kann bei dem beschriebenen Gehäuse 135 auf die Verwendung von Kernstützen und auf das Abdichten von Kühlmittel-Schnittstellen (z.B. im Bereich der Umlenkungen) verzichtet werden. Es kann somit eine besonders effiziente Herstellung ermöglicht werden. Des Weiteren kann das beschriebene Gehäuse 135 mit reduziertem Verschnitt, mit einer reduzierten Menge an Hilfsprodukten (z.B. Kernstützen) und mit einem reduzierten Aufwand für eine mechanische Bearbeitung hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Gehäuse (135) für eine elektrische Maschine (100); wobei - das Gehäuse (135) ein Basis-Gehäuseteil (210) umfasst, das ausgebildet ist, zumindest einen Stator (110) der elektrischen Maschine (100) zu umschließen; - das Basis-Gehäuseteil (210) eine Seitenwand (201) mit einer Vielzahl von Kanalabschnitten (202) umfasst, die sich entlang einer Längsachse des Basis-Gehäuseteils (210) von einer ersten Stirnfläche bis zu einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) erstreckt; - das Basis-Gehäuseteil (210) an der ersten und der zweiten Stirnfläche Umlenkbereiche (213) umfasst, die jeweils zwei nebeneinanderliegende Kanalabschnitte (202) miteinander verbinden, sodass innerhalb der Seitenwand (201) des Basis-Gehäuseteils (210) aus der Vielzahl von Kanalabschnitten (202) ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal (320) gebildet wird; und - das Gehäuse (135) Stirnflächenteile (310) umfasst, die die erste und die zweite Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) bedecken.
Gehäuse (135) gemäß Anspruch 1, wobei der mäanderförmige Kühlmittelkanal (320) derart ausgebildet ist, dass zwei direkt nebeneinanderliegende Kanalabschnitte (202) über einen Umlenkbereich (213) an einer Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) bezüglich einer Flussrichtung von Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal (320) in Serie zueinander angeordnet werden.
Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umlenkbereiche (213) an der ersten Stirnfläche jeweils um eine ungerade Anzahl von Kanalabschnitten (202), insbesondere jeweils um genau einen Kanalabschnitt (202), versetzt zu den Umlenkbereichen (213) an der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) angeordnet sind.
Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Basis-Gehäuseteil (210) 2N Kanalabschnitte (202) umfasst; - N eine ganze Zahl mit N≥1, insbesondere N≥2, ist; - die Kanalabschnitte (202) n und n+1, mit n=1, ...., N, direkt nebeneinander in der Seitenwand (201) des Basis-Gehäuseteils (210) angeordnet sind; - der Kanalabschnitt (202) n=2N+l dem Kanalabschnitt (202) n=1 entspricht; - die Umlenkbereiche (213) an der ersten Stirnfläche ausgebildet sind, die Kanalabschnitte (202) 2n und 2n+1 miteinander zu verbinden und strömungstechnisch in Serie zueinander anzuordnen; und - die Umlenkbereiche (213) an der zweiten Stirnfläche ausgebildet sind, die Kanalabschnitte (202) 2n-1 und 2n miteinander zu verbinden und strömungstechnisch in Serie zueinander anzuordnen.
Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - ein Kanalabschnitt (202) eine bestimmte Querschnittsfläche und/oder einen bestimmten Durchmesser senkrecht zu der Längsachse aufweist; und - ein Umlenkbereich (213) eine derart große Tiefe entlang der Längsachse aufweist, dass der Umlenkbereich (213) bei der Umlenkung von Kühlmittel von einem Kanalabschnitt (202) in einen nachfolgenden Kanalabschnitt (202) jeweils zumindest die bestimmte Querschnittsfläche aufweist; und/oder - die Tiefe des Umlenkbereichs (213) ein- bis fünfmal dem bestimmten Durchmesser entspricht.
Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Gehäuse (135) in einem Umlenkbereich (213) zwischen einem Kanalabschnitt (202) und einem nachfolgenden Kanalabschnitt (202) ein Umlenkelement (301) aufweist; und - das Umlenkelement (301) ausgebildet ist, - den Umlenkbereich (213) zu der jeweiligen Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) abzudichten; und/oder - Kühlmittel von dem Kanalabschnitt (202) in den nachfolgenden Kanalabschnitt (202) umzulenken und/oder zu führen.
Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Basis-Gehäuseteil (210) in der Seitenwand (201) an einem Zufluss-Kanalabschnitt (202) eine radiale Zufluss-Öffnung (114) und an einem benachbarten Abfluss-Kanalabschnitt (202) eine radiale Abfluss-Öffnung (115) aufweist; - die Zufluss-Öffnung (114) ausgebildet ist, Kühlmittel von außerhalb des Gehäuses (135) in den Zufluss-Kanalabschnitt (202) zu leiten; und - die Abfluss-Öffnung (115) ausgebildet ist, Kühlmittel von dem Abfluss-Kanalabschnitt (202) aus dem Gehäuse (135) zu leiten.
Gehäuse (135) gemäß Anspruch 7, wobei - das Gehäuse (135) in dem Umlenkbereich (213) zwischen dem Zufluss-Kanalabschnitt (202) und dem Abfluss-Kanalabschnitt (202) ein Verschlusselement (302) aufweist; und - das Verschlusselement (302) ausgebildet ist, - den Umlenkbereich (213) zu der jeweiligen Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) abzudichten; und/oder - einen Fluss von Kühlmittel in dem Umlenkbereich (213) zwischen dem Zufluss-Kanalabschnitt (202) und dem Abfluss-Kanalabschnitt (202) zu blockieren.
Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Basis-Gehäuseteil (210) an der ersten und an der zweiten Stirnfläche jeweils Gewindebohrungen (212) zur Befestigung des jeweiligen Stirnflächenteils (310) aufweist; - die Gewindebohrungen (212) derart an einer Stirnfläche angeordnet sind, dass zwischen zwei direkt benachbarten Gewindebohrungen (212) jeweils eine gerade Anzahl von Kanalabschnitten (202) angeordnet ist, insbesondere jeweils genau zwei Kanalabschnitte (202) angeordnet sind.
Gehäuse (135) gemäß Anspruch 9, wobei die Gewindebohrungen (212) an der ersten Stirnfläche um eine ungerade Anzahl von Kanalabschnitten (202), insbesondere um genau einen Kanalabschnitt (202), gegenüber den Gewindebohrungen (212) an der zweiten Stirnfläche versetzt sind.
Elektrische Maschine (100), die umfasst, - einen Rotor (120); - einen Stator (110); und - ein Gehäuse (135) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren (500) zur Herstellung eines Gehäuses (135) für eine elektrische Maschine (100); wobei das Verfahren (500) umfasst, - Zuschneiden (501) eines Stranggussteils (200), das eine Seitenwand (201) mit einer Vielzahl von Kanalabschnitten (202) umfasst, die sich entlang einer Längsachse entlang der Seitenwand (201) erstreckt, sodass ein Basis-Gehäuseteil (210) gebildet wird, das ausgebildet ist, zumindest einen Stator (110) der elektrischen Maschine (100) zu umschließen, und bei dem sich die Vielzahl von Kanalabschnitten (202) von einer ersten Stirnfläche bis zu einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) erstreckt; - Erzeugen (402) von Umlenkbereichen (213) an der ersten und der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210), die jeweils zwei nebeneinanderliegende Kanalabschnitte (202) miteinander verbinden, sodass innerhalb der Seitenwand (201) des Basis-Gehäuseteils (210) aus der Vielzahl von Kanalabschnitten (202) ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal (320) gebildet wird; und - Abdecken (403) der ersten und der zweiten Stirnfläche des Basis-Gehäuseteils (210) mit jeweils einem Stirnflächenteil (310).