DE20216112U1

DE20216112U1 - Kühl-Gehäusemantel für elektrische Maschinen

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Publication number: DE20216112U1
Application number: DE20216112U
Authority: DE
Original assignee: Baumueller Nuernberg GmbH
Current assignee: Baumueller Nuernberg GmbH
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2012-10-19
Also published as: WO2004036720A1; AU2003276122A1

Abstract

Kühlbarer Gehäusemantel (1) für eine elektrische Maschine, welcher als gegossenes Formteil hergestellt, zur Aufnahme einer konzentrischen Innenläufer-/Ständer-Anordnung (23) nebst Wicklungen (24) und Wickelköpfen mit einer bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse symmetrischen, konzentrischen und/oder koaxialen Durchführung (3) gestaltet und zur Bildung eines Umlaufs (2a-2b-2c-2d-2e-2f-2g-2h) von Kühlmedium von einem oder mehreren Kühl-Kanälen (2) durchsetzt ist, die an wenigstens einer ersten (5a) mehrerer Gehäusemantelseiten (5a,5b) mit nach außen frei zugänglichen Öffnungen enden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten (5b) der Gehäusemantelseiten (5a,5b) die Kühl-Kanäle (2) an einer durch Gießen gebildeten Gehäusewandung (6) enden und so gegenüber außen dicht verschlossen sind.

Description

Der Erfindung betrifft einen kühlbaren Gehäusemantel für eine elektrische Maschine, welcher als durch Gießen hergestelltes Formteil vorliegt. Zur Aufnahme einer koaxialen bzw. konzentrischen Innenläufer-/Ständer-Anordnung einschließlich Wicklungen und Wickelköpfe ist der Gehäusemantel mit einer bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse symmetrischen, konzentrischen und/oder koaxialen Durchführung gestaltet. Die Kühlung ist mittels eines Umlaufs von Kühlmedium durch ein oder mehrere Kühl-Kanäle realisiert, welche den Gehäusemantel durchsetzen. Der eine oder die mehreren Kühlkanäle enden an wenigstens einer ersten Seite des Gehäusemantels mit nach außen frei zugänglichen Öffnungen. Ferner betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine elektrische Maschine, das den genannten Gehäusemantel aufweist.
Aus DE 196 51 959 A1 ist ein Ständergehäuse für einen flüssigkeitsgekühlten Innenläufer-Motor bekannt. In einem Gehäusemantel, der ein Ständerblechpaket umfaßt, ist eine wendelförmige Kühlrohrschlange eingegossen. Zu dem Ort im Motorgehäuse, wo die Kühlrohrschlange ihre Enden hat, ist allerdings nichts zu entnehmen. Gemäß DE 196 27 029 A1 besitzt die eingegossene Kühlrohrschlange an einer Stirnseite vorstehende Anschlußenden. Im Bereich einer Stirnseite des Ständergehäuses sind sich von einem Eckbereich zum anderen Eckbereich erstreckende Verbindungsrohre angeordnet, die axial vor dem Ständerblechpaket liegen. Über diese Verbindungsrohre sind die jeweils in einem Eckbereich liegenden Rohrabschnitte mit den Rohrabschnitten des jeweils anderen Eckbereichs so verbunden, dass sich insgesamt ein mäanderförmiger Verlauf der Kühlrohrschlangen ergibt. Zur stirnseitigen Abdeckung des Ständergehäuses sind allerdings keine Details entnehmbar.
Dagegen zeigt DE 197 57 605 A1 bei einem Elektromotor mit Kühlung Lagerschilde, die mit Durchbrüchen für achsparallel vorspringende Endstutzen von Kühlkanälen versehen sind. Daran werden zur Umlenkung des Kühlstroms rohrartige Umlenkelemente angeschweißt oder angeklebt. Diese durchsetzen dabei die peripheren Bereiche der Lagerschilde.
In DE 100 05 128 A1 ist ein kühlbarer Ständer für eine elektrische Maschine beschrieben. Das Ständerblechpaket ist von Kühlrohren durchsetzt, die jeweils frei an den Stirnseiten des Ständerblechpakets enden. Um dort eine Umlenkung von Kühlstrom herbeiführen zu können, sind dort ansetzbare Lagerschilde in ihrem Inneren mit Umlenkkammern gestaltet.
Ein gattungsgemäßer Elektromotor mit Flüssigkeitskühlung ist in DE 100 45 424 beschrieben. Ein Gehäusemantel ist hohl ausgeführt und in mehrere Kanäle unterteilt, die von Kühlmedium durchströmt werden. Auf beiden Seiten des Elektromotors befindet sich im jeweils zugehörigen Lagerschild ein Verbindungskanal für die Zufuhr der Kühlfüssigkeit vom Gehäusemantel in das Lagerschild. Die Lagerschildinnenräume werden dabei vollständig mit Kühlfüssigkeit ausgefüllt, so dass die Lager und Kupplungen für anzutreibende Pumpen gekühlt und gleichzeitig geschmiert werden. Die Lagerschilder sind separat vom Gehäusemantel als einzelne Gußteile hergestellt.
Dem gegenüber wird erfindungsgemäß die Aufgabe aufgeworfen, bei elektrischen Maschinen mit gekühltem Gehäusemantel und an Gehäuseseiten endenden Kühlkanälen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Dichtungen zu erhöhen. Zur Lösung wird erfindungsgemäß der im Schutzanspruch 1 angegebene, kühlbare Gehäusemantel vorgeschlagen. Vorteilhafte oder zweckmäßige Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es wird also der im Stand der Technik eingefahrene Weg, die parallelen Stirnseiten einer gehäusemantelgekühlten, elektrischen Maschine durch je ein als separates Stück gebildetes Lagerschild abzudecken, verlassen. Vielmehr wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Gehäusemantelseite oder -stirnseite mit den dort offen endenden Kühlkanälen gleich zuzugießen, was fertigungstechnisch rationell zusammen mit dem Gießen des Kühlgehäusemantels in einem gemeinsamen Arbeitsgang erfolgen kann. An den Gehäusemantelrumpf wird also im Zuge dieses gemeinsamen Arbeitsgangs ein „Lagerschild" oder „Druckring" sogleich mit angegossen, das so mit dem sonstigen Gehäusemantelrumpf einstückig ausgeführt ist. Die Notwendigkeit, die beim Stand der Technik aufgrund Aneinanderstoßens separater Lagerschilder mit der Gehäuserumpfstirnseite entstehenden Trennfugen durch Schweißen, Verkleben oder dergleichen abdichten zu müssen, entfällt also mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag. Gleichzeitig wird in einfacher Weise ein erheblicher fertigungs- und montagetechnischer Vorteil erzielt: Ein gesondertes, zeitraubendes und damit arbeitskostenintensives Anmontieren wenigstens eines der Lagerschilder kann nämlich entfallen. Es läßt sich also mit der Erfindung neben der Verbesserung der Abdichtung in überraschender Weise eine gleichzeitige Verminderung des Fertigungsaufwands erreichen.
Zur Erleichterung des Kühlmittel-Umlaufs einschließlich an den Stirn- oder sonstigen Endseiten des Motor-Kühlmantels wird nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, die zweite, durch Gießen gebildete Gehäusestirnwandung in ihrem Inneren mit Hohlräumen so zu gestalten, dass diese mit den Kühl-Kanälen kommunizieren können. Diese Hohlräume lassen sich dann als Umlenkkammern (vgl. z. B. oben angesprochene DE 100 05 128 A1 ) oder Kühlmittel-Quer-Durchführungen verwenden, welche bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse quer verlaufen und die Kanalenden und/oder Umlenkkammern miteinander verbinden.
Zur erfindungsgemäß einstückigen Herstellung von Gehäusemantelrumpf mit angegossenem Lagerschild beziehungsweise Druckring müssen Gießformkerne verwendet werden, mittels welcher das Kühlkanalsystem im Inneren des Gehäusemantel-Gußkörpers geformt wird. Um diese zu haltern und fixieren und gegebenenfalls wieder lösen zu können, ist gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, die einstückig angegossene Gehäusemantelseite in ihrer Gußwandung mit einer oder mehreren Bohrungen oder sonstigen Durchbrüchen zu versehen. Besonders zweckmäßig sind Innengewindebohrungen, in welche dann zur Abdichtung gegenüber innenströmender Kühlflüssigkeit bei laufendem Motorbetrieb dichtende Schraubelemente eingedreht werden können.
Um die Korrosionsfestigkeit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Kühlmittel-Strömungskreislaufes und des gesamten Kühlsystems der elektrischen Maschine weiter zu erhöhen, besteht eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung darin, wenigstens die Innenflächen des Gehäusemantels und insbesondere die Oberflächen der Innenwandungen der darin eingearbeiteten Kühlkanäle mittels eines Tauchverfahrens, insbesondere eines kathodischen Tauchlackverfahrens bzw. einer Kathophoreselackierung zu beschichten. Solche Verfahren sind an sich aus der Kfz-Industrie bekannt. Ein solcher auf dem Gehäusemantel kathophoretisch abgeschiedener Elektrotauchlack basiert zweckmäßig auf Epoxid-Amin-Urethan. Der vorzugsweise mit Aluminium hergestellte, gegossene Gehäusemantel stellt beim elektrolytischen Beschichtungsvorgang die negativ gepolte Kathode dar. Die gewünschte Schichtdicke, zweckmäßig zwischen 10 μm und 50 μm, wird dabei über die Höhe der Tauchbadspannung und der Zeit, innerhalb welcher diese Spannung anliegt, eingestellt. Bei Kombination dieser Ausbildung mit den zuvor genannten Bohrungen oder Durchbrüchen ergibt sich der besondere Effekt, dass über die Bohrungen oder Durchbrüche die Tauchbadflüssigkeit leicht aus dem Gehäusemantelinneren entweichen kann.
Im Rahmen der allgemeinen erfinderischen Idee liegt auch ein kühlbares (Gesamt-) Gehäuse für eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Gehäusemantel und die sonst im nebengeordneten Schutzanspruch 14 angegebenen Merkmale. Danach ist an der ersten (nicht zugegossenen) Gehäusemantelseite eine separat hergestellte Abdeckeinrichtung fixiert, die zur Leitung des Kühlmediums alternativ oder kumulativ mit einem Ein- und/oder Auslaß, mit Umlenkkammern und/oder mit Querdurchführungen versehen ist, die bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse quer verlaufen. Die Quer-Durchführungen dienen der Verbindung der Enden der Kühl-Kanäle und/oder der daran angeschlossenen Umlenkkammern untereinander.
Mit dieser erfindungsgemäßen Gehäusestruktur (erste Mantelseite mit offen gelassenen Kühlkanalenden, zweite Mantelseite mit zugegossenen Kühlkanalenden) ist der gießtechnischen Notwendigkeit von Formkernen Rechnung getragen, die im Zuge des Gießens des Gehäusemantelkörpers dessen innere Hohlräume insbesondere für die Kühlkanäle ausfüllen und nach Beendigung des Gießprozesses daraus wieder entfernt bzw. herausgezogen werden müssen. Dies kann bei der erfindungsgemäßen Kühl-Gehäusestruktur durch die noch offen gelassene, erste Mantelseite erfolgen.
Zur zuverlässigen Abdichtung des Strömungskreislaufes für Kühlmittel in dem Maschinengehäuse sind zweckmäßig ein oder mehrere Dichtmittel zwischen der Abdeckeinrichtung und der ersten (offen gelassenen) Gehäusemantelseite angeordnet. Die Dichtmittel befinden sich zweckmäßig im Bereich einer oder mehrerer Kühlkanalenden, zugehöriger Umlenkkammern und/oder Quer-Durchführungen und dienen deren Begrenzung und Abdichtung.
Eine solche, sandwichartig ausgestaltete Struktur läßt sich noch dadurch vorteilhaft weiterbilden, dass die Dichtmittel als flache Dichtkörper gestaltet sind. Komplementär dazu sind in einer oder beiden gegenüberliegenden Wandungen der Abdeckeinrichtung und/oder der ersten Gehäusemantelseite Vertiefungen eingelassen, worin die flächig erstreckten Dichtkörper Aufnahme finden können. Insbesondere bei geeigneter Bemessung der Dicken und Elastizität/Zusammendrückbarkeit dieser Dichtkörper ist es dann möglich, dass die erste Gehäusemantelseite und die gegenüberliegende Abdeckeinrichtung mit ihren Wandungen unmittelbar aneinanderliegend oder auch aneinandergepreßt angeordnet sein können. Damit läßt sich vorteilhaft eine einfache und großflächige Isolierung bzw. Abdichtung der Kühlkanalenden gegebenenfalls mit Umlenkkammern und Quer-Durchführungen insbesondere im Lagerschildbereich erzielen. Wird ferner die Abdeckeinrichtung insbesondere achsparallel fest an die Gehäusemantel(stirn-)seite angeschraubt, können mit deren Metall-, insbesondere Aluminiumwandungen flächig und höchst dauerhaft dichtend aneinanderliegen. Die sandwichartig eingefaßten, flächigen Dichtkörper brauchen dabei nicht mehr zu stark oder überhaupt zusammengedrückt und dabei mechanisch belastet werden, wodurch diese im Laufe der Zeit Materialermüdungen unterliegen und somit undicht werden würden.
Mit besonderen Vorteil sind die Dichtkörper und die komplementären Vertiefungen nur in dortigen Bereichen angeordnet, wo Kühlmedium insbesondere quer zur Maschinen-Drehachse strömt. Indem sich die flächigen Dichtkörper einfach und schnell in die komplementär geformten Vertiefungen einlegen lassen, läßt sich in kurzer Zeit präzise ein Formschluß erreichen, wodurch die Dichtkörper ohne (zu starke) mechanische Beeinträchtigung durch Zusammendrücken genau gehalten werden können. Der Vorteil der Einfachheit und Schnelligkeit der Montage liegt auf der Hand. Zudem wird die Festigkeit des Zusammenhalts der Abdeckeinrichtung und der Gehäusemantelseite durch das genannte, direkte Aneinanderliegen der beiderseitigen Metallwandung gefördert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
1 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Kühl-Gehäusemantels nach der Erfindung,
2 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäß angegossene Stirnseite des Gehäusemantels nach 1, der durch Anschrauben der Abdeckeinrichtung auf der anderen Stirnseite zum Gesamt-Kühlgehäuse ergänzt ist,
3 das Gesamtgehäuse gemäß 2 in perspektivischer Ansicht auf die mit einer separaten Abdeckeinrichtung versehene Stirnseite,
4 in axialer Schnittdarstellung eine Anordnung des erfindungsgemäßen Kühlgehäuses mit darin aufgenommenem Ständer für eine elektrische Maschine,
5 die Anordnung in der Draufsicht gemäß Richtung V in 4,
6 eine Stirnansicht gemäß Richtung VI in 4,
7 eine Stirnansicht gemäß Richtung VII in 4,
8 eine Darstellung des als Abdeckeinrichtung dienenden Druckrings ohne aufgenommenen Stator und ohne Ständerwicklungen in radialer Seitenansicht,
9 eine Stirnansicht gemäß Richtung IX in 8,
10 eine Stirnansicht gemäß Richtung X in 8,
11 eine Draufsicht gemäß Richtung XI in 9, und
12 in perspektivischer Darstellung einen vergrößerten, abgebrochen gezeichneten Ausschnitt auf den Bereich mit Dichtungseinrichtung zwischen Gehäusemantel-Stirnseite und gegenüberliegender Stirnseite der Abdeckeinrichtung bzw. des Druckrings.
Gemäß 1 ist der Gehäusemantel 1 als einstückiges Aluminium-Gußteil mit insgesamt acht achsparallelen Kühlkanälen 2 hergestellt. Der Gehäusemantel 1 hat in seinem Inneren eine lichte Durchführung 3, welche bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse symmetrisch ist und der Aufnahme einer koaxialen bzw. konzentrischen Innenläufer-/Ständer-Anordnung nebst Wicklungen und Wickelköpfen dient (wie auch in 4 dargestellt). Die Kühlkanäle 2 verlaufen parallel zur gedachten Maschinen-Drehachse (achsparallel) zwischen einer die Durchführung 3 umgrenzenden Aussparungskontur 3a und der achsparallelen Außenwandung 4 des Gehäusemantels 1. Pro Kreisumfangs-Quadrant sind zwei Kühlkanäle 2 nebeneinander verlaufend angeordnet. Ihre Enden sind an einer ersten Gehäusemantel-Stirnseite 5a zweier paralleler Stirnseiten 5a, 5b offengelassen bzw. frei zugänglich. Wie auch aus 2 hervorgeht, enden die Kühlkanäle 2 bei der zweiten Stirnseite 5b an einer jeweiligen Gußwandung 6 bzw. sind dort zugegossen. Infolgedessen ist ein Austritt von Kühlmedium bzw. Kühlflüssigkeit über die zweite Stirnseite 5b nicht möglich. Dem im Bereich der zweiten Stirnseite 5b liegenden Ende eines ersten Kühlkanals 2a kann Kühlmedium über eine Einlaßöffnung 7 zugeführt werden, welche auf einer Längsoberseite 8 und dort in einem an der zweiten Stirnseite 5b angrenzenden Eckbereich als quer zur achsparallelen Richtung verlaufender Einführungskanal 9 gegebenenfalls mit einer Umlenkkammer für eine 90°-Strömungsumlenkung 10 ausgebildet ist. Entsprechend ist auf der Längsoberseite 8 im gegenüberliegenden Eckbereich ebenfalls an der zweiten Stirnseite 5b eine Auslaßöffnung 11 ausgebildet, welche über eine 90°-Strömungsumlenkung 10 mit dem im Bereich der zweiten Stirnseite 5b endenden, letzten Kühlkanal 2h kommuniziert. Entsprechend dem Einführungskanal 9 bei der Einlaßöffnung 7 besitzt die Auslaßöffnung 11 einen die Längsoberseite 8 ebenfalls durchsetzenden Ausführungskanal 12, der quer zur achsparallelen Richtung verläuft.
Zur Bildung des geschlossenen Kühlkreislaufs müssen an der ersten Stirnseite 5a zwischen den dort offenen Enden zweier benachbarter Kühlkanäle 2a bzw. 2b, 2c bzw. 2d, 2e bzw. 2f, 2g bzw. 2h jeweils 180°-Strömungsumlenkungen 13 stattfinden. Damit alterniert jeweils eine 90°-Strömungsumlenkung 10 auf der entgegengesetzten, zweiten Stirnseite 5b innerhalb der dort angegossenen Gußwandung 6 (der Übersichtlichkeit halber nur in den Bereichen der Ein/Auslaßöffnungen 7, 11 gezeichnet). Zwischen den (nicht gezeichneten) 90°-Strömungsumlenkungen, die nicht im Bereich einer Ein-/Auslaßöffnung 7, 11 stattfinden, verlaufen jeweils Querdurchführungen 14 innerhalb der Gußwandung im rechten Winkel zu den Kühlkanälen. Die nach dem Einlaß 11 noch erfolgenden 90°-Strömungsumlenkungen 10 münden jeweils in eine der Qerdurchführungen. Damit läßt sich innerhalb der Gußwandung 6 der zweiten Stirnseite 5b strömendes Kühlmedium von einem Kreisumfangs-Quadranten zum jeweils benachbarten befördern. Jede Querdurchführung 14 verbindet das in der zweiten Stirnseite 5b liegende Ende eines Kühlkanals 2 mit dem ebenfalls in der zweiten Stirnseite 5b liegenden Kühlkanalende eines benachbarten Kreisumfangs-Quadranten.
Gemäß 1 und 2 sind an der zweiten Stirnseite 5b stirnseitig ausgerichtete Montage- und Ablaufbohrungen 15 ausgebildet, die jeweils mit einem der Kühlkanäle 2b–2g bzw. deren Enden und den damit kommunizierenden Querdurchführungen 14 in Verbindung stehen (ausgenommen der im Strömungskreislauf erste und letzte Kühlkanal 2a beziehungsweise 2h) und nach außen führend die Gußwandung 6 durchsetzen. Sie sind zweckmäßig mit Innengewinde versehen, um während des Herstellungs- und Gießprozesses Halterungselemente für Gießformkerne in den Hohlräumen des Gehäusemantels fixieren zu können. Zudem kann durch die Bohrungen 15 die Flüssigkeit eines Tauchlackbads auslaufen, wenn der Gehäusemantel zur korrosionsfesten Beschichtung insbesondere seiner Hohlraumflächen Tauchlackverfahren unterworfen wird (siehe oben). Die (nicht gezeichneten) Innengewinde der Bohrungen 15 können auch der Aufnahme und Fixierung von mit Dichtungsringen versehenen Verschlußschrauben 16 (vgl. 6) dienen, um im praktischen Motorbetrieb beispielsweise den Umlauf des Kühlmediums gegenüber der Außenumgebung abzudichten. Der erste und letzte Kühlkanal 2a bzw. 2h dagegen stehen nicht mit Montage- und Ablaufbohrungen, sondern wie ausgeführt mit den Ein- und Auslässen 7, 11 in Verbindung, durch welche ebenfalls Tauchlackbad-Flüssigkeit nach dem Gießprozeß ablaufen kann.
Gemäß 3 sind die an der ersten Stirnseite 5a befindlichen Öffnungen der Kühlkanäle 2 durch einen separat hergestellten Druckring 17 (vgl. auch 9-11) gegenüber außen abgeschlossen. Dieser ist mittels einer um die gedachte Drehachse umlaufenden Reihe Fixierschrauben 18 an der anliegenden Stirnwandung des Gehäusemantels 1 befestigt. Eine achsparallele Seitenwandung 19 des Gehäusemantels 1 ist an der ersten Stirnseite 5a mit einer länglich-rechteckigen Aussparung 20 gestaltet, die zusammen mit dem gegenüberliegenden Druckring 17 eine freie Öffnung 21 begrenzt, welche der Durchführung von Kabelanschlüssen für die Wicklungen oder dergleichen dienen kann. Diese müssen selbstverständlich gegenüber dem Strömungskreislauf des Kühlmediums abgedichtet sein. Dazu sind Flachdichtkörper 22 (siehe auch 12 und zugehörige Erläuterungen) sandwichartig zwischen den gegenüberliegenden Stirnwänden des Druckrings 17 und des Gehäusemantels 1 angeordnet.
In 4 ist dargestellt, dass der Gehäusemantel 1 zusammen mit dem daran befestigten Druckring 17 ein Ständerblechpaket 23 bzw. zugehörige Wickelköpfe 24 koaxial umfaßt. Erfindungswesentliche Einzelheiten sind dem geübten Leser technischer Zeichnungen aus den 4-7 ohne nähere Erläuterungen ohne weiteres erkennbar, zumal übereinstimmende Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.
Von den den Druckring 17 darstellenden 8-11 zeigt 9 diejenige Druckring-Stirnseite, welche gemäß 1-3 dem Gehäusemantel abgewandt ist, während 10 umgekehrt diejenige Stirnseite zeigt, welche im montierten Zustand auf der gegenüberliegenden Stirnwandung bzw. ersten Stirnseite 5a des Gehäusemantels anliegt. Gemäß 11 sind auf der Oberseite der Mantelfläche des Druckrings 17 Befestigungsbohrungen 25 eingeformt, worüber ein Klemmenkasten oder dergleichen montiert werden kann.
Gemäß 12 ist der Gehäusemantel 1 auf der ersten Stirnseite an seiner dem Druckring 17 gegenüberliegenden Wandung mit einer beispielsweise eingefrästen Aufnahmevertiefung 26 oder -aussparung gestaltet. Die Tiefe ist so bemessen, dass darin der Flachdichtkörper 22 mit entsprechender Dicke 29 Aufnahme finden kann. Letzterer dient dazu, die Enden der beiden Kühlkanäle 2g, 2h sowie die beide verbindende 180°-Strömungsumlenkung 13 in einer Umlenkkammer 29 gegenüber der sonstigen Umgebung abzudichten. Der Flachdichtkörper 22 bildet für die Umlenkkammer 28gh gleichsam eine Dichtungswandung 22. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, die Flachdichtkörper 22 etwas einzuklemmen bzw. zwischen dem Druckring 17 und der gegenüberliegenden Stirnwandung des Gehäusemantels 1 zusammenzudrücken. Dazu erstrecken sich die Flachdichtkörper beziehungsweise Dichtungswandungen 22 über die Umlenkkammer 28gh hinaus in den peripheren Bereich zwischen den einander zugewandten Stirnwandungen des Druckrings 17 und des Gehäusemantels 1. Das Zusammendrücken braucht jedoch nur relativ geringfügig zu erfolgen, weil die der Aufnahmevertiefung 26 in Querrichtung unmittelbar folgende Stoßfuge 27 durch das Aneinanderliegen der jeweils metallischen Wandflächen des Druckrings 17 und des Gehäusemantels 1 gebildet ist. Mittels der Fixierschrauben 18 läßt sich das dichtende Aneinanderstoßen der Metallflächen im Bereich der Stoßfuge 27 mit hohem Anpressdruck realisieren, ohne dass dabei die Flachdichtkörper 22 über Gebühr zusammengedrückt werden und mechanisch beeinträchtigt werden müßten. Denn sie finden ausreichend Platz in der Aufnahmevertiefung 26. Andererseits schafft die Verschraubung des Druckrings 17 mit der gegenüberliegenden Wandung des Gehäusemantels 1 „Block – auf – Block" Festigkeit und Stabilität. Aus 2, 3, 5 und 12 läßt sich ableiten, dass sich im gezeichneten Beispiel vier jeweils eine Dichtungswandung 22 erfassende Aufnahmevertiefungen 26 mit vier Stoßfugen 27 im Rahmen einer die gedachte Maschinen-Drehachse umgebenden Reihe abwechseln. Erkennbar ist in 12 auch, dass die beiden dortigen Kühlkanäle 2g, 2h an der ersten Stirnseite 5a in der gemeinsamen Umlenkkammer 28gh enden, welche von dem Flachdichtkörper 22 wandartig begrenzt und abgedichtet ist.

1: Gehäusemantel
2, 2a-2h: Kühlkanäle
3: Durchführung
4: Wandung
5a: erste Stirnseite
5b: zweite Stirnseite
6: Guß-Stirnwandung
2a: erster Kühlkanal
7: Einlaßöffnung
2h: letzter Kühlkanal
8: Längsoberseite
9: Einführungskanal
10: 90°-Strömungsumlenkung
11: Auslaßöffnung
12: Ausführungskanal
13: 180°-Strömungsumlenkung
14: Querdurchführung
15: Montage- und Ablaufbohrung
16: Verschlußschraube
17: Druckring
18: Fixierschrauben
19: Längsseite
20: Aussparung
21: Öffnung
22: Flachdichtkörper beziehungsweise Dichtungswandung
23: Ständerblechpaket
24: Wickelkopf
25: Befestigungsbohrung
26: Aufnahmevertiefung
27: Stoßfuge
28gh: Umlenkkammer
29: Dicke

Claims

Kühlbarer Gehäusemantel (1) für eine elektrische Maschine, welcher als gegossenes Formteil hergestellt, zur Aufnahme einer konzentrischen Innenläufer-/Ständer-Anordnung (23) nebst Wicklungen (24) und Wickelköpfen mit einer bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse symmetrischen, konzentrischen und/oder koaxialen Durchführung (3) gestaltet und zur Bildung eines Umlaufs (2a-2b-2c-2d-2e-2f-2g-2h) von Kühlmedium von einem oder mehreren Kühl-Kanälen (2) durchsetzt ist, die an wenigstens einer ersten (5a) mehrerer Gehäusemantelseiten (5a,5b) mit nach außen frei zugänglichen Öffnungen enden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten (5b) der Gehäusemantelseiten (5a,5b) die Kühl-Kanäle (2) an einer durch Gießen gebildeten Gehäusewandung (6) enden und so gegenüber außen dicht verschlossen sind.
Gehäusemantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusemantelseiten (5a,5b) zwei einander abgewandte und/oder parallele Stirnseiten (5a,5b) umfassen, von denen bei der ersten (5a) die Kühl-Kanäle nach außen frei zugänglich enden, und bei der zweiten (5b) die Kühl-Kanäle (2) an einer dort durch Gießen gebildeten Gehäusestirnwandung (6) enden und so gegenüber außen dicht verschlossen sind.
Gehäusemantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite, durch Gießen gebildete Gehäusemantelseite oder -stirnwand (6) einstückig an den sonstigen Gehäusemantel-Körper (1) anschließt.
Gehäusemantel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite, durch Gießen gebildete Gehäusestirnwandung (6) im Inneren mit Hohlräumen dergestalt versehen ist, dass diese Hohlräume mit den Kühl-Kanälen (2) kommunizierende Umlenkkammern und/oder Quer-Durchführungen (14) bilden, welche bezüglich einer gedachten Maschinen- Drehachse quer verlaufen und die Kanalenden und/oder die Umlenkkammern miteinander verbinden.
Gehäusemantel nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite, durch Gießen gebildete Gehäusestirnwand (6) eine bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse symmetrische, konzentrische und/oder koaxiale Bohrung oder Aussparung oder sonstige Durchführung (3) zur Aufnahme eines innen rotierenden Läufers und/oder von Ständerblechpaketen (23) nebst Wickelköpfen (24) aufweist.
Gehäusemantel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Gießen gebildete und die Kühl-Kanäle abschließende Gehäusemantelseite in ihrer Gußwandung (6) eine oder mehrere Bohrungen (15) oder sonstige Durchbrüche aufweist.
Gehäusemantel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (15) oder Durchbrüche Innengewinde für die Befestigung von Gießkern-Halteelementen und/oder zur Aufnahme von Schraubverschlüssen (16) aufweisen.
Gehäusemantel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverschlüsse (16) mit Dichtungsringen versehen sind.
Gehäusemantel nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen oder Durchbrüche als Ein- oder Auslässe (7,11) für Kühlmedium ausgestaltet und mit den Kühl-Kanälen (2), gegebenenfalls über eine Umlenkkammer und/oder Quer-Durchführung (14), kommunizieren.
Gehäusemantel nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beschichtung der Mantel-Innenflächen einschließlich der Kanalinnenwandungen über ein Tauchverfahren, insbesondere ein kathodisches Tauchlackverfahren.
Gehäusemantel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsdicke zwischen 10 μm und 50 μm beträgt.
Gehäusemantel nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die Verwendung eines vorzugsweise kathaphoretisch abgeschiedenen Tauchlacks auf der Basis von Epoxid-Amin-Urethan.
Gehäusemantel nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Herstellung des Mantelkörpers einschließlich der durch Gießen gebildeten und die Kühl-Kanäle abschließenden Gehäusemantelseite (6) mit Aluminium vorzugsweise im Gießverfahren.
Kühlbares Gehäuse für eine elektrische Maschine, aufweisend einen Gehäusemantel (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Gehäusemantelseite (5a) des Gehäusemantels (1) eine separat hergestellte Abdeckeinrichtung (17) befestigt ist, die zur Leitung des Kühlmediums mit einem Ein- und/oder Auslaß, mit Umlenkkammern (28) und/oder Quer-Durchführungen versehen ist, die bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse quer verlaufen und mit dem oder den Enden der Kühl-Kanäle (2) oder mit den Umlenkkammern (28) kommunizieren.
Gehäuse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (17) als Lagerschild oder Druckring (17) mit einer bezüglich einer gedachten Maschinen-Drehachse symmetrischen, konzentrischen und/oder koaxialen Durchführung (3), Bohrung oder Aussparung zur Aufnahme eines innen rotierenden Läufers und/oder von Ständerblechpaketen (23) nebst Wickelköpfen (24) ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Dichtmittel (22), die zwischen der Abdeckeinrichtung (17) und der ersten Gehäusemantelseite (5a) im Bereich einer oder mehrere Kühlkanalen den, zugehöriger Umlenkkammern (28gh) und/oder Quer-Durchführungen (14) zu deren Begrenzung und Abdichtung angeordnet sind.
Gehäuse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel von der Abdeckeinrichtung (17) und der ersten Gehäusemantelseite (5a) sandwichartig gehalten, umfaßt oder eingegeklemmt sind.
Gehäuse nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (17) und/oder die erste Gehäusemantelseite (5a) an ihrer oder ihren jeweils der anderen gegenüberliegenden Wandungen mit Vertiefungen (26) versehen sind, und die Dichtmittel (22) als flache Dichtkörper mit zu den Vertiefungen (26) komplementärer Gestalt gebildet und in die Vertiefungen (26) aufgenommen sind.
Gehäuse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (29) der Dichtkörper (22) so bemessen ist, dass die erste Gehäusemantelseite (5a) und die gegenüberliegende Abdeckeinrichtung (17) unmittelbar aneinanderliegen (können).