DE19743430A1

DE19743430A1 - Elektromagnetisches Bauteil

Info

Publication number: DE19743430A1
Application number: DE1997143430
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Bauch-Panetzky; Jens Dipl Ing Baumeister; Marcus Van Dipl Ing Heyden; Martin Dr Ing Ochs; Juergen Dipl Ing Weimer; Knut Dipl Ing Welke; Alfred Dipl Ing Tareilus; Stefan Dr Ing Schiebold; Bernhard Dipl Ing Schmitt; Reinhard Dr Rer Nat Sonnenburg
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 1998-12-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil zur Verwendung in elektroma gnetischen Systemen bestehend aus einem ferromagnetischen Grund körper mit einer Mehrzahl regelmäßig beabstandeter, zwischen sich Nuten ausbildender, vom Grundkörper lösbarer Zähne, um die Drahtwicklungen gewickelt sind.

Ein solches, aus der DE-PS 8 75 227 bekanntes Bauteil kann bei spielsweise der Stator oder der Rotor einer Induktionsmaschine sein. Üblicherweise trägt der Stator in seinen Nuten eine ein-, zwei- oder dreiphasige Wicklung, in die bei statorgespeisten Motoren der Strom vom Netz aus zugeführt wird, so daß sie, wenn sie mehrphasig ist, ein Drehfeld erregt. Die Nuten können un terschiedlichst ausgebildet sein. Verschiedene Nutformen sind beispielsweise beschrieben in: Bödefeld/Sequenz "Elektrische Maschinen" 8. Auflage, Springer Verlag.

Bei elektromagnetischen Systemen muß die Verlustleistung in ei ner Wicklung abgeführt werden. Die entstehende Wärme wird viel fach über eine Belüftung nach außen abgeführt. In der EP 0 642 703 B1 ist eine elektrische Maschine beschrieben, bei der die Feldwicklung an von einer Steuerschaltung steuerbare Halbleiter-Ventile angeschlossen ist und in Wärmetauschkontakt mit einer Fluid-Kühlanordnung stehen, wobei durch einen Kühl fluidkanal die Zwangsströmung eines Kühlfluids erreicht wird.

Auch die DE 296 10 870 U1 offenbart einen flüssigkeitsgekühlten Stator drehender elektrischer Maschinen, in dessen Gehäuse ein wendelförmiges Rohr eingegossen ist. Durch diese Ausbildung wird die Kontaktfläche des Fluids mit der Innenseite des Gußgehäuses vergrößert, 50 daß eine entsprechend hohe Verlustwärme abgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschrie bene Bauteil bezüglich der Fähigkeit Verlustwärme abzuführen, zu verbessern.

Zur Lösung der Aufgabe zeichnet sich das gattungsgemäße Bauteil dadurch aus, daß die Zähne an ihrer die Nutwandung ausbildenden Seite zumindest teilweise abstehende Ansätze aufweisen.

Anstatt an den Zähnen Ansätze auszubilden, wird die Aufgabe auch gelöst, wenn im Grundkörper die die Nuten begrenzenden Stellen zumindest teilweise abstehende, in die Nut hineinragende Ansätze aufweisen.

Durch diese Ausgestaltung wird die zur Verfügung stehende Nut oberfläche gegenüber vergleichbaren herkömmlichen Nuten mit glattflächigen Seitenwänden deutlich vergrößert, so daß der ther mische Übergangswiderstand kleiner wird. Ein kleinerer thermi scher Übergangswiderstand bietet die Möglichkeit einer vermehr ten Abführung von Wärme. Durch die Lösbarkeit der Zähne vom Grundkörper können diese separat und gegebenenfalls automatisch gewickelt werden, so daß nach dem Einsetzen in den Grundkörper in den Nuten eine gleichmäßige Windungszahl vorhanden ist, wo durch bezogen auf die Oberfläche des gesamten Bauteils die Ent stehung der Verlustleistung vergleichmäßigt ist. Diese neue Aus bildung kann zusätzlich zu einer Luft- oder Flüssigkeitskühlung vorgesehen werden.

Das Bauteil kann der Stator oder der Rotor einer elektrischen Maschine sein. Die Erfindung bietet weiterhin den Vorteil, daß durch die verbesserte Kühlung gegebenenfalls die Maschine klei ner dimensioniert werden kann. Bei gleichbleibender Größe wird durch die bessere Kühlung der Wirkungsgrad verbessert oder die Leistung gesteigert.

Vorzugsweise sind die Ansätze sägezahnartig oder wellenförmig ausgebildet, wobei die Wellenform auch rechteckig sein kann. Die Anordnung kann symmetrisch, auf den einander gegenüberliegenden Seiten, versetzt oder nur einseitig ausgebildet sein.

Eine einfache Möglichkeit, die Ansätze auszubilden ist es, zu einander beabstandete Ausnehmungen vorzusehen, die beispielswei se durch Einfräsen erzeugt werden. Um die Ausnehmungen kosten günstig zu erzeugen, ist es sinnvoll, sie beim Stanzen der Teile zu berücksichtigen.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfin dung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 die Teildarstellung eines Bauteils zur Verwendung in einem elektromagnetischen System;

Fig. 2 verschiedene mögliche Ausbildungsformen der die Ober fläche der Nuten vergrößernden Ansätze;

Fig. 3 verschiedene Ausbildungen des Grundkörpers des Bautei les.

Für die nachfolgende Beschreibung sei angenommen, bei dem Bau teil handele es sich um den Stator eines Elektromotors. Der Grundkörper (das Joch) 1 besteht aus einem ferromagnetischen Werkstoff und ist mit einer Mehrzahl regelmäßig beabstandeter Zähne 2 versehen, die nach radial innen ragen und beispielsweise über eine schwalbenschwanzförmige Ausbildung ihres Fußes 3 lös bar mit dem Grundkörper 1 verbunden werden können. Die in den Grundkörper 1 eingesteckten Zähne bilden zwischen sich Nuten 4 aus. Zur Vergrößerung der Oberfläche in den Nuten 4 sind die Zähne 2 an ihren die Nuten 4 begrenzenden Seiten mit einer Mehr zahl von Ansätzen 5 versehen. Die Ansätze 5 können, wie Fig. 1 zeigt, rippenförmig ausgebildet sein. Diese Rippenform kann bei spielsweise durch Einfräsungen 6 erzeugt werden. Die Darstellung der Zähne 7 in der Fig. 1 ist jeweils unterschiedlich gewählt. Damit sollen nur die verschiedenen Variationsmöglichkeiten der Rippenausbildung verdeutlicht werden. Auf den gegenüberliegenden Seiten der Zähne 2 kann die Verrippung symmetrisch oder asymme trisch sein. Denkbar ist es auch, einen Zahn 7 nur auf einer Seite mit Ansätzen 5 zu versehen und die andere Seite glatt aus zubilden. Die Fig. 2a bis 2e zeigen weitere Varianten, wie "Kühlrippen" erzeugt werden können.

Zusätzlich oder anstatt der Ausbildung nach Fig. 1 kann außer dem der Nutgrund 7 profiliert sein, indem aus dem Grundkörper 1 in das Innere der Nut 4 mindestens ein Ansatz 8 hineinragt (Fi gur 3). Die Anzahl und Größe der Ansätze 5, 8 ist abhängig von dem Umfang der gewünschten Vergrößerung der Nutoberfläche.

Bezugszeichenliste

1

Grundkörper/Joch

2

Zahn

3

Zahnfuß

4

Nut

5

Ansatz

6

Ausfräsung

7

Nutgrund

8

Ansatz

9

Ausnehmung

Claims

1. Bauteil zur Verwendung in elektromagnetischen Systemen be stehend aus einem ferromagnetischem Grundkörper (1) mit einer Mehrzahl regelmäßig beabstandeter, zwischen sich Nu ten (4) ausbildender, vom Grundkörper (1) lösbarer Zähne (2), um die Drahtwicklungen gewickelt sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zähne (2) an ihrer die Nutwandung ausbil denden Seite zumindest teilweise abstehende Ansätze (5) aufweisen.

2. Bauteil zur Verwendung in elektromagnetischen Systemen be stehend aus einem ferromagnetischem Grundkörper (1) mit einer Mehrzahl regelmäßig beabstandeter, zwischen sich Nu ten (4) ausbildender, vom Grundkörper (1) lösbarer Zähne (2), um die Drahtwicklungen gewickelt sind, dadurch gekenn zeichnet, daß der Grundkörper (1) an den die Nuten (4) be grenzenden Stellen zumindest teilweise in die Nuten (4) hineinragende Ansätze (8) aufweisen.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (5, 8) sägezahnartig ausgebildet sind.

4. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (5, 8) wellenförmig ausgebildet sind.

5. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (5, 8) durch zueinander beabstandete Ausnehmun gen (6, 9) ausgebildet sind.

6. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es der Stator oder Rotor einer elektrischen Maschine ist.