DE29714614U1

DE29714614U1 - Elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung

Info

Publication number: DE29714614U1
Application number: DE29714614U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2007-08-15

Description

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Beschreibung

Elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Maschinengehäuse aus Metallguß und einer in das Maschinengehäuse eingegossenen wendeiförmigen Kühlrohrschlange mit wenigstens zwei Anschlußenden.

Eine elektrische Maschine dieser Art ist aus der DE-U-91 07 197 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine wird zur Kühlung in dem Maschinengehäuse aus Grauguß eine wendeiförmige Stahlrohrschlange angeordnet. Die Wendeln der Rohrschlange bilden dabei einen Wicklungszylinder mit aneinanderliegenden Rohrabschnitten. Dieses Gebilde aus einer Rohrschlange von kreisförmigem Querschnitt ist relativ instabil.

Aus der EP-O 342 554 Al ist eine elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung bekannt, deren Stator mit einem Statorfuß aus Metall und mit Statorzähnen aufgebaut ist, die von dem Statorfuß in Richtung zu einem Luftspalt zwischen Stator und Rotor ragen und mit einer Wicklung versehen sind, wobei zur Kühlung im Statorfuß eine über dessen Umfang verlaufende Kühlmittel führung vorgesehen ist. Diese Kühlmittel führung weist mehrere, über den Statorfußumfang U-förmig verlaufende Kühlmittelkanäle auf, so daß Kühlmitteleintritt und Kühlmittelaustritt auf der gleichen Axialseite der Maschine liegen. Die U-förmig verlaufenden Kühlmittelkanäle bilden in das Metall des Statorfußes eingegossene Kühlmittelrohre.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine mit besonders effektiver und dabei konstruktiv vorteilhaft ausgebildeter Flüssigkeitskühlung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die elektrische Maschine erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Schutzanspruches 1 ausgebildet .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Schutzansprüche 2 bis 7 gekennzeichnet.

Da die Wendeln der Kühlrohrschlange gegeneinander durch Stege od.dgl. fixiert und auf Abstand gehalten sind, ist die mit dem Maschinengehäuse bzw. einem Statorgehäuse der elektrisehen Maschine zu vergießende Kühleinrichtung stabil und verhindert eine Verformung sowohl vor dem Guß als auch beim Gießen in der Gießform. Beim Eingießen der wendeiförmigen Kühlrohrschlange kann der Metallguß des Maschinengehäuses bzw. des Statorgehäuses die Wendeln der Kühlrohrschlange völlig umschließen, so daß einerseits die Stabilität des Gehäuses und andererseits gleichzeitig der Wärmeaustausch zwischen dem Gehäuse und seiner eingegossenen Kühlrohrschlange verbessert wird.

Eine Verringerung der Bauhöhe des Maschinengehäuses bzw. des Statorgehäuses wird erreicht, wenn anstelle einer Kühlrohrschlange von kreisförmigem Querschnitt eine wendeiförmige Kühlrohrschlange mit abgeflachtem Querschnitt vorgesehen ist. Dabei kann die Kühlrohrschlange einen ovalen, einen abge-0 flacht ovalen, einen mehreckigen, z.B. sechs- oder achteckigen, oder auch einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.

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Für die Kühlflüssigkeits-Anschlüsse der Kühlrohrschlange besteht die Möglichkeit, diese an den axial gegenüberliegenden Stirnseiten der Maschine oder auch im Bereich des Maschinengehäusemantels anzuordnen.

Für eine Anordnung der Anschlüsse an der gleichen Stirnseite ist es vorteilhaft, wenn die wendeiförmige Kühlrohrschlange als Doppelspirale und/oder mit spezieller Umlenkung mit den Anschlußenden an einer Stirnseite des Maschinengehäuses ausgebildet ist.

Eine schlankere, leichtere Bauform des Gehäuses, insbesondere des Gehäusemantelabschnittes, wird dadurch erreicht, daß der Metallguß des Maschinengehäuses an der Gehäuseinnenwand im Bereich zwischen den Wendeln der Kühlrohrschlange zum direkten Wärmeabfluß zwischen einem Statorblechpaket und der Kühlrohrschlange wenigstens teilweise ausgedreht ist.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine kann als Kühlrohrschlange eine Rohrwendel aus Stahl vorgesehen sein, die entweder in ein Gehäuse bzw. ein Statorgehäuse aus Grauguß oder aus Aluminiumguß eingießbar ist.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Maschinenge-0 häuses bzw. des Statorgehäuses einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit Flüssigkeitskühlung,

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Figur 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen wendeiförmigen Kühlrohrschlange mit Stegen zur Stabilisierung und Abstandshalterung der Rohrwendeln,
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Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen wendeiförmigen Kühlrohrschlange aus einem Stahlrohr von abgeflacht ovalem Querschnitt und mit Distanzstegen zwischen den Wendeln.

In Figur 1 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Motorgehäuse 1 einer flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine gemäß der Erfindung dargestellt. Dieses Maschinengehäuse 1 bildet ein Statorgehäuse für einen Elektromotor, wie er bei Antrieben für Schienenfahrzeuge verwendbar ist. In das Statorgehäuse 1, das als Gußgehäuse ausgelegt ist, ist eine wendeiförmige Kühlrohrschlange 2 gemäß den Figuren 2 oder 3 eingegossen. Zur Kühlung des Elektromotors und insbesondere des Statorgehäusemantels wird durch die Kühlrohrschlange 2 eine Kühlflüssigkeit geleitet. Das dargestellte Statorgehäuse 1 nimmt ein nicht gezeichnetes, jedoch an sich bekanntes Statorpaket auf und unter Bildung eines Luftspaltes läuft darin ein nicht gezeichneter, an sich bekannter Rotor um. Die an den Maschinengehäusemantel 9 des Maschinengehäuses 1 angeordneten Kühlflüssigkeits-Anschlüsse der Kühlrohrschlange 2 sind mit den Bezugsziffern 3, 4 bezeichnet. Es wäre aber auch möglich, z.B. den Kühlflüssigkeitszulauf an der einen Stirnseite 7 und den Kühlflüssigkeitsablauf an der anderen Stirnseite 8 des Statorgehäuses 1 vorzusehen. Andererseits könnten die An-Schlüsse 3, 4 auch diagonal im Bereich des Maschinengehäusemantels 9 vorgesehen werden.

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Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, ist die wendeiförmige Kühlrohr schlange 2, die z.B. aus einem Stahlrohr besteht, als stabiles Gebilde für die Vorfertigung, Lagerhaltung und für den Einsatz in eine Gießform ausgelegt. Hierzu sind die Wendeln 5 der Kühlrohrschlange 2 durch Stege 6 od.dgl. auf vorgebbare Abstände a gehalten. Beim Gießen des Maschinengehäuses 1 wird danach die Kühlrohrschlange 2 für ein stabiles Gußgehäuse völlig in das Gußmaterial des Gehäuses 1 eingebettet. Hierdurch wird neben einer erhöhten Stabilität auch der Wärmeaustausch zwischen der Kühlflüssigkeit der Kühlrohrschlange und dem Stator verbessert. Für den Gießvorgang läßt sich die Kühlrohrschlange in definierter Lage in der Gießform fixieren, ohne daß sich die Rohrwendel verformt. Dadurch wird auch die Herstellung des Maschinengehäuses erleichtert und verbessert. Die Wandstärke des Maschinengehäusemantels 9 kann verkleinert und damit die Baugröße des Motors verringert werden, wenn die Kühlrohrschlange 2 aus einem abgeflachten Metallrohr mit ovalem, abgeflacht ovalem, rechteckförmigem oder z.B. sechs- oder achteckförmigem Querschnitt besteht.

Eine Gewichtsreduzierung des Motors ist noch dadurch erreichbar, daß der Metallguß des Maschinengehäuses 1 an der Gehäuse innenwand 10 im Bereich zwischen den Wendeln 5 der Kühlrohrschlange 2 wenigstens teilweise ausgedreht wird. Mit 11 sind Befestigungsmittel des Gehäuses 1 bezeichnet.

Claims

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1. Elektrische Maschine mit einem Maschinengehäuse (1) aus Metallguß und einer in das Maschinengehäuse eingegossenen wendeiförmigen Kühlrohrschlange (2) mit wenigstens zwei Anschlußenden (3,4), dadurch gekennzeichnet , daß die. Wendeln (5) der Kühlrohrschlange (2) gegeneinander auf Abstand (a) fixiert sind.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wendeln (5) der Kühlrohrschlange (2) durch Stege (6) od.dgl. auf Abstand (a) gehalten sind.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohrschlange (2) durch die Wendeln (5) auf Abstand (a) haltende Stege (6) stabilisiert und gegen Verformung gesichert ist.

4. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohrschlange (2) aus einem abgeflachten Metallrohr mit ovalem, abgeflacht ovalem, rechteckförmigem oder mehreckförmigem Querschnitt besteht.

5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußenden (3, 4) der Kühlrohrschlange (2) an einer Stirn-0 seite {7 bzw. 8) des Maschinengehäuses (1) oder an den entge-

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gengesetzten Stirnseiten (7, 8) des Maschinengehäuses oder im

Bereich des Maschinengehäuseraantels (9) vorgesehen sind.

6. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wendeiförmige Kühlrohrschlange als Doppelspirale und mit den Anschlußenden an einer Stirnseite des Maschinengehäuses ausgebildet ist.

7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallguß des Maschinengehäuses (1) an der Gehäuseinnenwand (10) im Bereich zwischen den Wendeln der Kühlrohrschlange zum direkten Wärmeabfluß zwischen einem Statorblechpaket und der Kühlrohrschlange wenigstens teilweise ausgedreht ist.