DE102021208189A1 - Electrically driven air compressor and method of manufacture - Google Patents

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DE102021208189A1
DE102021208189A1 DE102021208189.4A DE102021208189A DE102021208189A1 DE 102021208189 A1 DE102021208189 A1 DE 102021208189A1 DE 102021208189 A DE102021208189 A DE 102021208189A DE 102021208189 A1 DE102021208189 A1 DE 102021208189A1
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Markus Pechinger
Steffen Buhl
Muzaffar Fatdachow
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Luftverdichter mit einer Kühlung (8).Um die Herstellung des elektrisch angetriebenen Luftverdichters zu vereinfachen, umfasst die Kühlung (8) eine Kühlluftleitung (35), die eine Leitstruktur für eine Kühlwasserströmung (43) darstellt, die an der Kühlluftleitung (35) entlang in einem Ringraum (7) geführt ist, der radial innen von einem Kühlkörper (30) begrenzt ist.The invention relates to an electrically driven air compressor with a cooling system (8). In order to simplify the manufacture of the electrically driven air compressor, the cooling system (8) comprises a cooling air line (35), which represents a guiding structure for a cooling water flow (43) which is at the Cooling air line (35) is guided along in an annular space (7) which is delimited radially on the inside by a heat sink (30).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Luftverdichter mit einer Kühlung. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen, insbesondere Montieren, eines derartigen Luftverdichters.The invention relates to an electrically driven air compressor with cooling. The invention also relates to a method for producing, in particular assembling, such an air compressor.

Stand der TechnikState of the art

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 19 2018 219 074 A1 ist ein Verdichter mit einem mehrteiligen Gehäuse, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, und mit einer Kühlung bekannt, wobei die Kühlung mindestens einen Kühlkanal umfasst, der von einem Statorgehäusekörper und von einem Steuerungsgehäusekörper begrenzt ist.From the German Offenlegungsschrift DE 19 2018 219 074 A1 a compressor with a multi-part housing, in particular for a fuel cell system, and with cooling is known, the cooling comprising at least one cooling channel which is delimited by a stator housing body and a control housing body.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung eines elektrisch angetriebenen Luftverdichters mit einer Kühlung zu vereinfachen.The object of the invention is to simplify the manufacture of an electrically driven air compressor with cooling.

Die Aufgabe ist bei einem elektrisch angetriebenen Luftverdichter mit einer Kühlung, dadurch gelöst, dass die Kühlung eine Kühlluftleitung umfasst, die eine Leitstruktur für eine Kühlwasserströmung darstellt, die an der Kühlluftleitung entlang in einem Ringraum geführt ist, der radial innen von einem Kühlkörper begrenzt ist. In der Kühlung des elektrisch angetriebenen Luftverdichters werden zwei unterschiedliche Kühlmedien, insbesondere ein gasförmiges Kühlmedium, wie Kühlluft, und ein flüssiges Kühlmedium, wie Kühlwasser, zur Darstellung eines Wärmetransports in ähnlicher Art und Weise wie in einem Wärmetauscher genutzt. Der elektrisch angetriebene Luftverdichter wird in einem Brennstoffzellensystem zum Bereitstellen von verdichteter Luft eingesetzt. Im Betrieb erreicht der Luftverdichter extrem hohe Drehzahlen, zum Beispiel einhunderttausend Umdrehungen pro Minute oder mehr. Der Kühlluft wird im Betrieb des Luftverdichters vorteilhaft Wärme entzogen, die das Kühlwasser aufnimmt. Die gekühlte Luft wird zum Beispiel in dem Luftverdichter zur Darstellung einer Lagerfunktion genutzt. Zur Lagerung eines Rotors des elektrisch angetriebenen Luftverdichters werden vorteilhaft Luftlager verwendet, die mit der Kühlluft betrieben werden. Die Kühlluft kann auch als zu kühlende Luft bezeichnet werden. Die Kühlluftleitung übt somit vorteilhaft eine Doppelfunktion aus. Zum einen dient die Kühlluftleitung intern zur Leitung oder Führung der zu kühlenden Luft, die auch als Kühlluft bezeichnet wird. Darüber hinaus dient die Kühlluftleitung extern oder außen zur Führung oder Leitung des Kühlwassers. So kann eine effektive Kühlwasserströmung konstruktiv einfach realisiert werden.The object is achieved with an electrically driven air compressor with a cooling system in that the cooling system includes a cooling air line that represents a guide structure for a cooling water flow that is guided along the cooling air line in an annular space that is delimited radially on the inside by a heat sink. In the cooling of the electrically driven air compressor, two different cooling media, in particular a gaseous cooling medium such as cooling air, and a liquid cooling medium such as cooling water, are used to transport heat in a manner similar to that in a heat exchanger. The electrically driven air compressor is used in a fuel cell system to provide compressed air. In operation, the air compressor reaches extremely high speeds, for example one hundred thousand revolutions per minute or more. During operation of the air compressor, heat is advantageously extracted from the cooling air, which heat is absorbed by the cooling water. The cooled air is used, for example, in the air compressor to provide a bearing function. Air bearings, which are operated with the cooling air, are advantageously used to mount a rotor of the electrically driven air compressor. The cooling air can also be referred to as air to be cooled. The cooling air line thus advantageously performs a dual function. On the one hand, the cooling air line is used internally to conduct or guide the air to be cooled, which is also referred to as cooling air. In addition, the cooling air line is used externally or externally to guide or conduct the cooling water. In this way, an effective flow of cooling water can be realized in a structurally simple manner.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist, der radial innen einen Statoraufnahmeraum begrenzt. In dem Statoraufnahmeraum ist ein Stator aufgenommen, der mit einem Rotor zusammenwirkt, der radial innerhalb des Stators drehbar angeordnet ist. Über den Kreiszylindermantel kann dem Stator wirksam Wärme entzogen werden. Radial innen liegt der Stator, zumindest teilweise, vollflächig an dem Kreiszylindermantel an. Radial außen wird an dem geraden Kreiszylindermantel des Kühlkörpers Kühlwasser entlanggeführt, das an der Kühlluftleitung höchst effizient radial außen an dem Kreiszylindermantel entlangströmen kann.A preferred exemplary embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the heat sink has the shape of a straight circular cylinder shell which delimits a stator receiving space radially on the inside. A stator is accommodated in the stator accommodation space and interacts with a rotor which is rotatably arranged radially inside the stator. Heat can be effectively extracted from the stator via the circular cylinder shell. The stator rests radially on the inside, at least partially, over the entire surface of the circular cylinder casing. Cooling water is guided radially outside along the straight circular cylinder jacket of the heat sink, which can flow along the cooling air line extremely efficiently radially outside along the circular cylinder jacket.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum axial von zwei Ringkörpern begrenzt ist. Die beiden Ringkörper haben vorzugsweise einen rechteckigen Ringquerschnitt. Die Ringkörper sind einfach und kostengünstig auch in großen Stückzahlen herstellbar. Mindestens einer der Ringkörper oder auch beide Ringkörper kann beziehungsweise können einstückig miteinander verbunden sein. Je nach Ausführung kann auch mindestens einer der Ringkörper stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem geraden Kreiszylindermantel des Kühlkörpers verbunden sein.Another preferred exemplary embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the annular space is delimited axially by two annular bodies. The two ring bodies preferably have a rectangular ring cross section. The ring bodies can be produced easily and inexpensively, even in large numbers. At least one of the ring bodies or also both ring bodies can be connected to one another in one piece. Depending on the design, at least one of the annular bodies can also be connected to the straight circular cylinder jacket of the heat sink in a materially, non-positively and/or form-fitting manner.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkörper jeweils ein Durchgangsloch zur Aufnahme eines Endes der Kühlluftleitung aufweisen. Die Durchgangslöcher sind fertigungstechnisch einfach in den Ringkörpern realisierbar. Die Enden der Kühlluftleitung können einfach in die Durchgangslöcher eingesteckt oder durch die Durchgangslöcher durchgesteckt werden. In den Durchgangslöchern können die Enden der Kühlluftleitung stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt werden.Another preferred exemplary embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the ring bodies each have a through hole for receiving one end of the cooling air line. The through-holes can be easily implemented in the ring bodies in terms of production technology. The ends of the cooling air duct can simply be inserted into the through holes or pushed through the through holes. The ends of the cooling air line can be fastened in the through-holes in a materially bonded, form-fitting and/or non-positive manner.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum außen von einem Gehäusekörper begrenzt ist. Bei dem Gehäusekörper handelt es sich zum Beispiel um ein Teil eines Verdichtergehäuses. Es kann sich aber auch um ein Teil eines Gehäuses eines Zusatzaggregats, zum Beispiel einer Leistungselektronik, handeln. Zur Abdichtung können zwischen den Ringkörpern und dem Gehäusekörper Dichtungen vorgesehen sein. Mit dem Kühlkörper, dem Ringkörper, dem Gehäusekörper und der Kühlluftleitung kann mit einfachen Mitteln eine Wärmetauschfunktion in den Luftverdichter integriert werden. So kann die Luft in dem Luftverdichter höchst effizient gekühlt werden.Another preferred exemplary embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the annular space is delimited on the outside by a housing body. The housing body is, for example, a part of a compressor housing. However, it can also be a part of a housing of an additional unit, for example power electronics. Seals can be provided between the annular bodies and the housing body for sealing purposes. With the heat sink, the ring body, the housing body and the cooling air line, a heat exchange function can be integrated into the air compressor with simple means. That's how she can Air in the air compressor is cooled most efficiently.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung eine spiralförmige Gestalt hat. Die Kühlluftleitung kann eingängig oder mehrgängig in dem Ringraum angeordnet werden. Die Kühlluft kann in der gleichen Richtung wie das Kühlwasser geführt werden. Die Kühlluft kann aber auch gegenläufig zum Kühlwasser in dem Ringraum geführt sein. Durch die spiralförmige Gestalt der Kühlluftleitung wird die Kühlleistung der Kühlung des Luftverdichters weiter verbessert.Another preferred embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the cooling air line has a spiral shape. The cooling air line can be arranged in the annular space with one or more threads. The cooling air can be guided in the same direction as the cooling water. However, the cooling air can also be routed in the opposite direction to the cooling water in the annular space. The cooling performance of the cooling of the air compressor is further improved by the spiral shape of the cooling air line.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung und der Kühlkörper aus einem metallischen Material gebildet sind. Dadurch wird die Herstellung des Luftverdichters mit integrierter Kühlung weiter vereinfacht. Bei dem metallischen Material handelt es sich vorzugsweise um ein Aluminiummaterial oder um ein Kupfermaterial.Another preferred exemplary embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the cooling air line and the heat sink are made of a metallic material. This further simplifies the production of the air compressor with integrated cooling. The metallic material is preferably an aluminum material or a copper material.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Luftverdichters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung als Rohrleitung ausgeführt und fest mit dem Kühlkörper verbunden ist. Die Befestigung der Kühlluftleitung an dem Kühlkörper kann kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen. Durch die Befestigung der Kühlluftleitung an dem Kühlkörper wird eine separate Baureinheit oder Montageeinheit zur Darstellung der Kühlung in dem Luftverdichter bereitgestellt.A further preferred exemplary embodiment of the electrically driven air compressor is characterized in that the cooling air line is designed as a pipeline and is firmly connected to the heat sink. The cooling air line can be fastened to the heat sink in a force-fitting, form-fitting and/or material-to-material manner. By attaching the cooling air line to the heat sink, a separate structural unit or assembly unit is provided for representing the cooling in the air compressor.

Bei einem Verfahren zum Herstellen, insbesondere Montieren, eines vorab beschriebenen elektrisch angetriebenen Luftverdichters, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Kühlluftleitung auf einen Kühlzylindermantel aufgewickelt wird. Dadurch wird die Herstellung eines elektrisch angetriebenen Luftverdichters mit integrierter Kühlung in der Art eines Wärmetauschers erheblich vereinfacht.In a method for producing, in particular assembling, an electrically driven air compressor as described above, the above-mentioned object is alternatively or additionally achieved in that the cooling air line is wound onto a cooling cylinder casing. This considerably simplifies the production of an electrically driven air compressor with integrated cooling in the manner of a heat exchanger.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kühlluftleitung und/oder Kühlkörper für einen vorab beschriebenen elektrisch angetriebenen Luftverdichter. Die Kühlluftleitung und/oder der Kühlkörper sind/ist separat handelbar.The invention also relates to a cooling air line and/or heat sink for an electrically driven air compressor as described above. The cooling air line and/or the heat sink can be sold separately.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Brennstoffzellensystem mit einem vorab beschriebenen elektrisch angetriebenen Luftverdichter.The invention may also relate to a fuel cell system with an electrically driven air compressor as described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung einer als Luftverdichter ausgeführten Gasfördervorrichtung mit einem elektromotorischen Antrieb, der eine Statoranordnung umfasst;
  • 2 eine schematische Längsschnittdarstellung des Luftverdichters aus 1; und
  • 3 eine perspektivische Darstellung einer Kühlung des Luftverdichters.
Show it:
  • 1 a perspective view of a gas delivery device designed as an air compressor with an electric motor drive that includes a stator arrangement;
  • 2 a schematic longitudinal sectional view of the air compressor 1 ; and
  • 3 a perspective view of a cooling of the air compressor.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 ist eine Gasfördervorrichtung 23 perspektivisch dargestellt. Die Gasfördervorrichtung 23 ist als Luftzuführvorrichtung, insbesondere als Luftverdichter, ausgeführt. Der Luftverdichter 23 dient in einem mobilen Brennstoffzellensystem zur Bereitstellung von verdichteter Luft. Das mobile Brennstoffzellensystem wiederum dient in einem mit dem Brennstoffzellensystem ausgestatteten Kraftfahrzeug zur Bereitstellung von elektrischer Energie, die zum Beispiel über einen Elektromotor in Antriebsenergie für das Kraftfahrzeug umgewandelt wird.In 1 a gas conveying device 23 is shown in perspective. The gas conveying device 23 is designed as an air supply device, in particular as an air compressor. The air compressor 23 is used in a mobile fuel cell system to provide compressed air. The mobile fuel cell system, in turn, is used in a motor vehicle equipped with the fuel cell system to provide electrical energy, which is converted into drive energy for the motor vehicle, for example via an electric motor.

Die Luftzuführvorrichtung 23 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 24 mit einem Luftanschluss 25, über den Luft zugeführt wird, und mit einem Luftanschluss 26, über den verdichtete Luft abgeführt wird. Zum Verdichten der Luft umfasst die Luftzuführvorrichtung 23 zum Beispiel ein Verdichterrad, das innerhalb einer Verdichtervolute drehbar ist.The air supply device 23 comprises a multi-part housing 24 with an air connection 25, via which air is supplied, and with an air connection 26, via which compressed air is discharged. In order to compress the air, the air supply device 23 comprises, for example, a compressor wheel which can be rotated within a compressor volute.

Der Antrieb des Verdichterrads erfolgt durch einen Elektromotor, der in dem Gehäuse 24 angeordnet ist. Der Elektromotor umfasst einen Rotor, der innerhalb eines Stators drehbar ist. Der Stator des Elektromotors umfasst einen Stromanschluss 27, über den dem Stator Wechselstrom in drei Phasen zugeführt wird.The compressor wheel is driven by an electric motor which is arranged in the housing 24 . The electric motor includes a rotor rotatable within a stator. The stator of the electric motor includes a power connection 27 via which alternating current is supplied to the stator in three phases.

In 2 ist ein Luftverdichter 1 schematisch im Längsschnitt dargestellt. Der Luftverdichter 1 ist so oder so ähnlich wie die in 1 dargestellte Gasfördervorrichtung 23 ausgeführt, allerdings stark vereinfacht gezeigt.In 2 an air compressor 1 is shown schematically in longitudinal section. The air compressor 1 is similar to that in 1 illustrated gas conveying device 23 running, but shown greatly simplified.

Ein elektrischer Antrieb 2 für den Luftverdichter 1 ist in ein Gehäuse 3 integriert. Der elektrische Antrieb 2 umfasst einen Stator 4, in welchem ein Rotor 5 um eine Drehachse 6 drehbar angeordnet ist.An electric drive 2 for the air compressor 1 is integrated into a housing 3 . The electric drive 2 comprises a stator 4 in which a rotor 5 is arranged so that it can rotate about an axis of rotation 6 .

Das Gehäuse 3 des Luftverdichters 1 ist mit einem Gehäuse 9 eines Zusatzaggregats kombiniert. Bei dem Zusatzaggregat handelt es sich zum Beispiel um eine Leistungselektronik für den elektrischen Antrieb 2 des Verdichters 1. Das Gehäuse 9 an dem Luftverdichter 1 ist optional.The housing 3 of the air compressor 1 is combined with a housing 9 of an additional unit. The additional unit is, for example, power electronics for the electric drive 2 of the compressor 1. The housing 9 on the air compressor 1 is optional.

Der Rotor 5 des elektromotorischen Antriebs 2 umfasst eine Welle 10. An einem in 2 linken Ende der Welle 10 ist ein Laufrad 11, zum Beispiel ein Verdichterrad, befestigt. An einem in 2 rechten Ende der Welle 10 ist ein Laufrad 12, zum Beispiel ein Turbinenrad, befestigt.The rotor 5 of the electric motor drive 2 includes a shaft 10. At an in 2 left end of the shaft 10 is an impeller 11, for example a compressor wheel, attached. at one in 2 On the right end of the shaft 10 is an impeller 12, for example a turbine wheel, attached.

Die Laufräder 11, 12 sind jeweils in einer Volute 13, 14 drehbar angeordnet. Zur Lagerung der Welle 10 in dem Gehäuse 3 dienen mindestens zwei Luftlager 15, 16.The running wheels 11, 12 are each arranged in a volute 13, 14 so as to be rotatable. At least two air bearings 15, 16 are used to mount the shaft 10 in the housing 3.

Der Luftverdichter 1 umfasst einen Ringraum 7, der zur Aufnahme einer Kühlung für den Luftverdichter 1 dient. Der Ringraum 7 ist zum Beispiel innerhalb des Gehäuses 3 in radialer Richtung zwischen dem Stator 4 und dem Gehäuse 9 angeordnet.The air compressor 1 includes an annular space 7 which serves to accommodate cooling for the air compressor 1 . The annular space 7 is arranged, for example, inside the housing 3 in the radial direction between the stator 4 and the housing 9 .

Die Kühlung 8 dient zum einen dazu, den Stator 4 im Betrieb des Luftverdichters 1 zu kühlen. Darüber hinaus dient die Kühlung 8 zum Kühlen von Luft, die vorteilhaft zur Versorgung der Luftlager 15, 16 in dem Luftverdichter 1 genutzt wird.The cooling 8 is used on the one hand to cool the stator 4 when the air compressor 1 is in operation. In addition, the cooling system 8 serves to cool air, which is advantageously used to supply the air bearings 15, 16 in the air compressor 1.

In 3 ist gezeigt, wie die Kühlung 8 für den Stator 4 und die Luftlager 15, 16 des Luftverdichters aus 2 möglichst einfach und kostengünstig realisierbar ist. Darüber hinaus kann durch die in 3 gezeigte Ausführung der Kühlung 8 Bauraum in radialer Richtung eingespart werden.In 3 is shown how the cooling 8 for the stator 4 and the air bearings 15, 16 of the air compressor 2 can be implemented as simply and inexpensively as possible. In addition, through the in 3 shown embodiment of the cooling 8 space can be saved in the radial direction.

Die Kühlung 8 umfasst einen Kühlkörper 30, der die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist. Radial innen begrenzt der Kühlkörper 30 einen Statoraufnahmeraum 33 für den Stator 4 des elektrischen Antriebs 2 des in 2 gezeigten Luftverdichters 1. Radial außen begrenzt der Kühlkörper 30 den Ringraum 7 für die Kühlung 8.The cooling system 8 includes a heat sink 30 which has the shape of a straight circular cylinder jacket. Radially on the inside, the heat sink 30 delimits a stator receiving space 33 for the stator 4 of the electric drive 2 of the 2 shown air compressor 1. Radially on the outside, the cooling body 30 delimits the annular space 7 for the cooling 8.

Der Ringraum 7 für die Kühlung 8 wird in axialer Richtung von zwei Ringkörpern 31, 32 begrenzt. Die Ringkörper 31, 32 haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt und sind fest mit dem Kühlkörper 30 verbunden.The annular space 7 for the cooling 8 is limited in the axial direction by two annular bodies 31, 32. The ring bodies 31, 32 each have a rectangular cross section and are firmly connected to the heat sink 30.

Radial außen wird der Ringraum 7 für die Kühlung 8 von einem Gehäusekörper 34 begrenzt, der in 3 nur durch eine gerade Linie angedeutet ist. Bei dem Gehäusekörper 34 handelt es sich zum Beispiel um eine Gehäusewand des Gehäuses 3 des Luftverdichters 1 in 2.Radially on the outside, the annular space 7 for the cooling system 8 is delimited by a housing body 34, which in 3 only indicated by a straight line. The housing body 34 is, for example, a housing wall of the housing 3 of the air compressor 1 in 2 .

Die Kühlung 8 umfasst eine Kühlluftleitung 35, die in axialer Richtung zwischen den Ringkörpern 31, 32 spiralförmig auf den Kühlkörper 30 aufgewickelt ist. Ein in 3 unteres Ende der Kühlluftleitung 35 ist in ein Durchgangsloch 37 eingesteckt, das zu diesem Zweck in dem Ringkörper 31 ausgespart ist. Ein in 3 oberes Ende der Kühlluftleitung 35 ist in ein Durchgangsloch 38 eingesteckt, das zu diesem Zweck in dem Ringkörper 32 ausgespart ist.The cooling system 8 includes a cooling air line 35 which is wound spirally onto the cooling body 30 in the axial direction between the annular bodies 31, 32. a in 3 The lower end of the cooling air duct 35 is inserted into a through hole 37 which is recessed in the annular body 31 for this purpose. a in 3 The upper end of the cooling air duct 35 is inserted into a through hole 38 which is recessed in the annular body 32 for this purpose.

Durch einen Pfeil 39 ist in 3 Luft angedeutet, die zur Kühlung durch die Kühlluftleitung 35 hindurchgeleitet wird. Durch einen Pfeil 40 ist angedeutet, wie die gekühlte Luft, die auch als Kühlluft bezeichnet wird, am Ende der Kühlluftleitung 35 austritt. Durch Pfeile 36 ist in 3 angedeutet, wie die zu kühlende Luft oder Kühlluft im Betrieb des Luftverdichters durch die Kühlluftleitung 35 strömt.An arrow 39 indicates in 3 Air indicated, which is passed through the cooling air line 35 for cooling. An arrow 40 indicates how the cooled air, which is also referred to as cooling air, exits at the end of the cooling air line 35 . By arrows 36 is in 3 indicated how the air to be cooled or cooling air flows through the cooling air line 35 during operation of the air compressor.

Die Kühlluftleitung 35 dient darüber hinaus zur Darstellung eine Leitstruktur für Kühlwasser, das entlang der Kühlluftleitung 35 in dem Ringraum 7 geführt ist. Durch einen Pfeil 41 ist Kühlwasser angedeutet, das im Bereich des Durchgangslochs radial von außen durch den Gehäusekörper 34 dem Ringraum 7 zugeführt wird.The cooling air line 35 also serves to represent a guiding structure for cooling water, which is guided along the cooling air line 35 in the annular space 7 . An arrow 41 indicates cooling water, which is fed radially from the outside through the housing body 34 to the annular space 7 in the area of the through hole.

Durch Pfeile 43 ist eine Kühlwasserströmung in dem Ringraum 7 entlang der Luftzuführleitung 35 angedeutet. Durch einen Pfeil 42 ist angedeutet, dass das Kühlwasser im Bereich des Durchgangslochs radial nach außen durch den Gehäusekörper 34 abgeführt wird.A cooling water flow in the annular space 7 along the air supply line 35 is indicated by arrows 43 . An arrow 42 indicates that the cooling water in the area of the through hole is discharged radially outwards through the housing body 34 .

In dem Ringraum 7 wird die Kühlluft 39, 36, 40 abgekühlt und dann zu den Luftlagern geführt. Die in 3 dargestellte Kühlung 8 stellt eine Art Wärmetauscher dar, der den einfach herzustellenden Kühlkörper 30 umfasst. Auf den Kühlkörper 30, der zum Beispiel als Aluminiumzylinder ausgeführt ist, ist eine metallische Rohrleitung, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, aufgewickelt, welche die Kühlluftleitung 35 darstellt.In the annular space 7, the cooling air 39, 36, 40 is cooled and then fed to the air bearings. In the 3 The cooling system 8 shown represents a type of heat exchanger that includes the heat sink 30 that is easy to produce. A metal pipe, preferably made of copper or aluminum, which represents the cooling air pipe 35, is wound onto the heat sink 30, which is designed, for example, as an aluminum cylinder.

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  • DE 192018219074 A1 [0002]DE 192018219074 A1 [0002]

Claims (10)

Elektrisch angetriebener Luftverdichter (1;23) mit einer Kühlung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung (8) eine Kühlluftleitung (35) umfasst, die eine Leitstruktur für eine Kühlwasserströmung (43) darstellt, die an der Kühlluftleitung (35) entlang in einem Ringraum (7) geführt ist, der radial innen von einem Kühlkörper (30) begrenzt ist.Electrically driven air compressor (1; 23) with a cooling system (8), characterized in that the cooling system (8) comprises a cooling air line (35) which represents a guiding structure for a cooling water flow (43) which runs along the cooling air line (35). is guided in an annular space (7) which is delimited radially on the inside by a heat sink (30). Elektrisch angetriebener Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (30) die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist, der radial innen einen Statoraufnahmeraum (33) begrenzt.Electrically driven air compressor claim 1 , characterized in that the heat sink (30) has the shape of a straight circular cylinder shell, which delimits a stator receiving space (33) radially on the inside. Elektrisch angetriebener Luftverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (7) axial von zwei Ringkörpern (31,32) begrenzt ist.Electrically driven air compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the annular space (7) is delimited axially by two annular bodies (31, 32). Elektrisch angetriebener Luftverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkörper (31,32) jeweils ein Durchgangsloch (37,38) zur Aufnahme eines Endes der Kühlluftleitung (35) aufweisen.Electrically driven air compressor claim 3 , characterized in that the ring bodies (31,32) each have a through hole (37,38) for receiving one end of the cooling air line (35). Elektrisch angetriebener Luftverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (7) außen von einem Gehäusekörper (34) begrenzt ist.Electrically driven air compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the annular space (7) is delimited on the outside by a housing body (34). Elektrisch angetriebenen Luftverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung (35) eine spiralförmige Gestalt hat.Electrically driven air compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling air duct (35) has a spiral shape. Elektrisch angetriebenen Luftverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung (35) und der Kühlkörper (30) aus einem metallischen Material gebildet sind.Electrically driven air compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling air duct (35) and the cooling body (30) are formed from a metallic material. Elektrisch angetriebenen Luftverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung (35) als Rohrleitung ausgeführt und fest mit dem Kühlkörper (30) verbunden ist.Electrically driven air compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling air line (35) is designed as a pipeline and is firmly connected to the cooling body (30). Verfahren zum Herstellen, insbesondere Montieren, eines elektrisch angetriebenen Luftverdichters (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung (35) auf einen Kühlzylindermantel aufgewickelt wird.Method for producing, in particular assembling, an electrically driven air compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling air line (35) is wound onto a cooling cylinder jacket. Kühlluftleitung (35) und/oder Kühlkörper (30) für einen elektrisch angetriebenen Luftverdichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Cooling air line (35) and/or heat sink (30) for an electrically driven air compressor (1) according to one of Claims 1 until 8th .
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