WO2003041241A2 - Luftgekühlte elektrische maschine - Google Patents

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WO2003041241A2
WO2003041241A2 PCT/DE2002/003989 DE0203989W WO03041241A2 WO 2003041241 A2 WO2003041241 A2 WO 2003041241A2 DE 0203989 W DE0203989 W DE 0203989W WO 03041241 A2 WO03041241 A2 WO 03041241A2
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ring
stator
cooling jacket
channel
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French (fr)
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WO2003041241A3 (de
Inventor
Hermann Lehnertz
Eugen Hellekes
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Publication of WO2003041241A2 publication Critical patent/WO2003041241A2/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the invention is based on an air-cooled elelitri machine, in particular a generator for motor vehicles, according to the preamble of patent claim 1.
  • hybrid cooling In high-performance electrical machines of this type, so-called hybrid cooling is used in that, in addition to air cooling, liquid cooling, in particular water cooling, of the stator is provided.
  • liquid cooling in particular water cooling
  • Known proposals see double other end shields, z. B. die-cast aluminum, before, through which the cooling circuit, in particular the internal combustion engine removed and fed to it again, is passed through cooling water.
  • the air-cooled electrical machine according to the invention has the advantage that the additional liquid cooling can be implemented much more cost-effectively.
  • the cooling jacket which is manufactured separately and tested for leaks, is. pushed onto the air-cooled electrical machine and fixed there, so that each machine can either be designed as purely air-cooled or hybrid-cooled, or each air-cooled machine can be equipped with the additional liquid cooling on request without any design changes.
  • This increases the number of variants of the electrical machine, a only one shape of the end shield has to be kept for air-cooled and hybrid-cooled machines. Additional tool costs, as in the known electrical machines with double-walled end shields, are eliminated.
  • the cooling jacket defined by clamping or pressing on can be pushed onto the stator or on the ring region of the cap-shaped end shields holding the stator by means of a press fit, with a corresponding structural design in various rotational angular positions, so that using a single end plate type and a single cooling jacket type large variance in the position of the inlet and outlet connections of the cooling jacket can be achieved.
  • a variety of materials are available for the production of the cooling jacket, which - unlike cooling with double-walled end shields - has no effect on the electrical machine and can only be selected from a thermal and manufacturing point of view. The manufacturing process of the cooling jacket can be freely selected depending on the application and costs.
  • thermoforming or combinations of heat-conducting material such as a metal sleeve, and a plastic duct molded onto it.
  • the cooling jacket is designed as a deep-drawn part made of bleach, thin sheet thicknesses lead to significantly smaller installation space of the machine compared to the design of the electrical machine with double-walled end shields made of die-cast.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a generator for motor vehicles
  • FIG. 2 each section of a longitudinal section and 3 of a generator according to two others
  • Fig. 5 is a perspective view of a
  • Fig. 6 is a perspective view of a cooling jacket of the generator in Fig. 2 or 3
  • Fig. 7 a section of a longitudinal section of a
  • the air-cooled generator for motor vehicles shown in longitudinal section in FIG. 1 as an exemplary embodiment of a general electrical machine has, in a known manner, a rotor 11 which is designed here as a so-called claw-pole rotor and which is non-rotatably seated on a rotor shaft 12 which is mounted in coaxial end shields by means of rotary bearings 13, 14 15, 16 is held rotatably.
  • the two cap-shaped rotor 11 which is designed here as a so-called claw-pole rotor and which is non-rotatably seated on a rotor shaft 12 which is mounted in coaxial end shields by means of rotary bearings 13, 14 15, 16 is held rotatably.
  • End shields 15, 16 are joined together with their cap ends and firmly connected to one another by housing screws 17.
  • Excitation winding 18 to which a field excitation voltage is applied via two slip rings 19, 20 seated on the rotor shaft 12.
  • a stator 21 enclosing the R.otor 11 in a known manner while leaving an air gap has a stator lamination packet 22, also called an iron sheet packet, and an armature winding 23, which lies in a known manner in the axial slots introduced in the stator lamination packet 22.
  • the winding heads 231 of the armature winding 23 protruding from the stator lamination packet 22 on both end faces are shown schematically in section in FIG. 1.
  • the stator lamella package 22 is pressed into the ring region of the abutting cap-shaped end shields 15, 16, so that the two end shields 15, 16 each overlap the stator lamella package 22 in half.
  • the overlap area of the two end shields 15, 16 is flat in the outer circumference.
  • Two fan wheels 24, 25 on the two end faces of the rotor 11 are fixed and circulate with it, ensure an air cooling of the rotor 11 and stator 21 of the generator.
  • the air cooling of the generator is not sufficient, so that additional liquid cooling is provided.
  • the cooling water of the internal combustion engine is preferably used as the cooling liquid, which is branched off from the cooling circuit of the internal combustion engine and fed back to it.
  • a cooling jacket 26 with an inflow and outflow is provided here, which surrounds the stator lamination packet 22 in a ring and via its inner lateral surface facing the stator lamination packet 22 with the circumference of the stator lamination packet 22 in
  • Heat exchange connection is.
  • the cooling jacket 26 is pushed onto the abutting ring areas of the cap-like end shields 15, 16 in their overlapping area of the stator lamination packet 22 and fixed by means of clamps or presses. Between the mutually contacting surfaces of cooling jacket 26 and end shields 15, 16, a thermal paste can also be applied to improve the heat transfer.
  • the cooling jacket 26 is formed by two separate ring channels 27 with a rectangular cross section, which are arranged at a parallel distance from one another, with one ring channel 27 being received in each case on a ring region of a bearing plate 15 or 16.
  • each ring channel 27 is equipped with an inflow and an outflow, so that the two ring channels 27 can be connected either in series or in parallel in the coolant flow.
  • the cooling liquid flow flows through ring channels 27 one after the other, in the second case simultaneously through two liquid flows divided between the ring channels 27.
  • the stator lamination packet 22 is only partially overlapped by the end shields 15, 16 and is freely accessible on its outer circumference.
  • the cooling jacket 26 is placed directly on the stator disk pack 22.
  • the cooling jacket 26 is formed here by a wide ring channel 28, which is composed of two concentric ring parts 281 and 282, which are welded together in a liquid-tight manner.
  • the lower ring part 281, which lies against the outer circumference of the at ⁇ -ator plate pack 22, is designed as a deep-drawn part with a U-shaped cross-sectional profile and the upper ring part as a preferably rolled flat tire closing the U-opening.
  • the lower ring part 281 is shown in perspective in detail.
  • guide elements 29 are provided to generate a meandering liquid flow in the annular channel 28, which extend transversely to the channel axis and alternately extend to one and the other of the opposite side walls 281a and 281b.
  • the guide elements 29 are formed by beads 30 which are in the base wall 281c of the
  • Ring part 281 are stamped. At the ends of the side walls 281a and 281b of the ring part 281 facing away from the base wall 281c, receiving flanges 281d and 28le are bent at right angles, on which the ring part 282 designed as a flat tire rests (cf. FIG. 2). The two ring parts 281 and 282 are welded together in the area of the receiving flanges 281d and 2.
  • the ring channel 28 in turn has an inflow and an outflow, one of which at the beginning and the aridere is arranged at the end of the ring channel 28 and which are separated from one another by a liquid barrier.
  • Fig. 2 only the inflow provided with an inlet connection 31 is shown.
  • the drain is provided with a drain port designed in the same way. The functions of the inlet and outlet connections can be interchanged.
  • the cooling jacket 26 is designed in the same way as in FIG. 2 as a wider ring channel 28 composed of two ring parts 281 and 282.
  • an intermediate ring 32 made of a good heat-conducting material is pressed onto the circumference of the stator lamination packet 22, the outer circumference of which g is equal to or slightly larger than that of the stator lamination packet 22.
  • the prefabricated cooling jacket 26 tested for leaks is pushed onto the completed generator and fixed on the intermediate ring 32 by pressing or clamping.
  • a generator assembled with such an intermediate ring 32 can thus either be operated exclusively as an air-cooled generator or, in certain applications, with an additional one
  • Liquid cooling will be upgraded to hybrid cooling.
  • the ring channel 28 can also be produced using different materials.
  • the lower ring part 281 can consist of a heat-conducting ring sleeve, to which the upper ring part 282 is molded as a plastic part. Seven 30 to enforce one meandering liquid flow are also formed during the spraying process. Furthermore, it is also miöglich to manufacture the ring channel 28 as a diecast 'where in turn it is possible to form the sickenförmi ⁇ en guide elements 29 in a die-casting.
  • the cooling jacket 26 which surrounds the stator lamination packet 22 is formed by a tube 33 which is guided in a helical manner around the stator lamination packet 22.
  • the tube 33 has a circular cross section.
  • the tube 33 can also be formed with an angular (square or rectangular!) Or oval cross section.
  • the tube 33 is partially embedded in an intermediate body 34 made of a good heat-conducting material in order to improve the heat transfer from the stator lamination packet 22 to the round tube wall.
  • the intermediate body 34 is placed on the stator lamination packet 22 and held between the cap-shaped end shields 15, 16 spanning the stator lamination packet 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Bei einer luftgekühlten elektrischen Maschine, insbesondere einem Generator für Kraftfahrzeuge, mit einem Rotor (11) und einem ein Statorlamellenpaket (22) und eine Ankerwicklung (23) umfassenden Stator (21) ist zur Realisierung einer kostengünstigen, bauraumsparenden zusätzlichen Flüssigkeitskühlung ein von einer Kühlflüssigkeit durchströmbarer, einen Zu- und Abfluss aufweisender Kühlmantel (26) vorgesehen, der das Statorlamellenpaket (22) umgibt und über den Umfang des Statorlamellenpakets (22) mit diesem in Wärmeaustauschverbindung steht.

Description

Luftgekühlte elektrische Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht, aus von einer luftgekühlten elelitri sehen Maschine, insbesondere einem Generator für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei leistungsstarken elektrischen Maschinen dieser Art kommt eine sog. Hybridkühlung zur Anwendung, indem zusätzlich zur Luftkühlung noch eine Flüssigkeitskühlung, insbesondere Wasserkühlung, des Stators vorgesehen wird. Hierzu bekannte Vorschläge sehen doppel andige Lagerschilde, z. B. aus Aluminium-Druckguß, vor, durch diese das insbesondere dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine entnommene und diesem wieder zugeführte K hlwasser hindurchgeführt wird. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße luftgekühlte elektrische Maschine hat en Vorteil, daß die zusätzliche Flussigkeitskuhlung sehr viel kostengünstiger realisiert werden kann. Der separat gefertigte und auf Dichtigkeit geprüfte Kühlmantel ist. auf die luftgekühlte elektrische Maschine aufgeschoben und dort festgesetzt, so daß jede Maschine wahlweise als rein luftgekühlt oder hybridgekühlt ausgeführt 'werden kann, bzw. jede luftgekühlte Maschine auf Wunsch ohne irgendwelche konstruktive Änderungen mit der zusätzlichen Flüssigkeitskühlung ausgestattet werden kann. Damit vergrößert sich die Variantenvielfalt der elektrischen Maschine, a nur eine Lagerschildform für luft- und hybridgekühlte Maschinen vorgehalten werden muß. Zusätzliche Werkzeugkosten, wie bei den bekannten elektrischen Maschinen mit doppelwandigen Lagerschilden, entfallen. Der durch Klemmen oder Aufpressen festgelegte Kühlmantel kann bei entsprechender konstruktiver Gestaltung in verschiedenen Drehwinkellagen auf dem Stator bzw. auf dem den Stator überdeckenden Ringbereich der den Stator mittels Presspassung haltenden kappenför igen Lagerschilde aufgeschoben werden, so daß unter Verwendung eines einzigen Lagerschildtyps und eines einzigen Kühlmanteltyps eine große Varianz in der Lage der Zu- und Ablaufstutzen des Kühlmantels erreicht werden kann. Für die Herstellung des Kühlmantels bietet sich vielfältiges Material an, das - anders als bei der Realisierung der Kühlung mit doppelwandigen Lagerschilden - keine Auswirkungen auf die elektrische Maschine hat und ausschließlich unter wärmetechnischen und fertigungstechnischen Gesichtspunkten ausgewählt werden kann. Die Herstellverfahren des Kühlmantels sind frei je nach Einsatzfall und Kosten wählbar. Beispielsweise stehen Druckgußverfahren, Blechumformungen oder Kombinationen aus wärmeleitendem Material, wie einer Metallmanschette, und einem daran angespritzten Kunststoffbanal zur Auswahl. Im Falle der Ausbildung des Kühlmantels als Tiefziehteil aus Bleich führen dünne Blechstärken zu deutlich geringerern Bauraum der Maschine im Vergleich zu der Ausführung der elektrischen Maschine mit doppelwandigen Lagerschilden aus Druckguß.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen elektrischen Maschine möglich.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in cler Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Generators für Kraftfahrzeuge,
Fig. 2 jeweils ausschnittweise einen Längsschnitt und 3 eines Generators gemäß zweier weiterer
Ausführungsbeispiele, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines
Ausschnitts eines Kühlmantels des Generators in Fig. 2 oder 3, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines
Statorlamellenpakets mit Kühlmantel gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 ausschnittweise einen Längsschnitt eines
Generators mit einem Statorlamellenpaken mit
Kühlmantel gemäß Fig. 5. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte luftgekühlte Generator für Kraftfahrzeuge als Ausführungsbeispiel einer allgemeinen elektrischen Maschine weist in bekannter Weise einen hier als sog. Klauenpolläufer ausgebildeten Rotor 11 auf, der drehfest auf einer Rotorwelle 12 sitzt, die mittels Drehlager 13, 14 in koaxialen Lagerschilden 15, 16 drehbar gehalten ist. Die beiden kappenförmig ausgebildeten
Lagerschilde 15, 16 sind mit ihren Kappenenden zusammengefügt und durch Gehäuseschrauben 17 miteinander fest verbunden. Der aus zwei mit ihren Klauenpolen zahnartig ineinandergreifenden Klauenschalen 111, 112 bestehende Rotor 11 besitzt eine zwischen den Klauenschalen 111, 112, aufgenommene
Erregerwicklung 18, an die über zwei auf der Rotorwelle 12 sitzende Schleifringe 19, 20 an eine Felderregerspannung angelegt ist.
Ein in bekannter Weise unter Belassung eines Luftspalts den R.otor 11 umschließender Stator 21 weist ein Statorlamellenpaket 22, auch Eisenblechpaket genannt, sowie eine Ankerwicklung 23 auf, die in bekannter Weise in im Statorlamellenpaket 22 eingebrachten Az-;ialnuten einliegt. Die aus dem Statorlamellenpaket 22 auf beiden Stirnseiten vorstehenden Wicklungsköpfe 231 der Ankerwicklung 23 sind in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellt. Das Statorlamellenpaket 22 ist in dem Ringbereich der aneinanderstoßenden kappenförmigen Lagerschilde 15, 16 eingepreßt, so daß die beiden Lagerschilde 15, 16 das Statorlamellenpaket 22 je zur Hälfte übergreifen. Der Übergreifungsbereich der beiden Lagerschilde 15, 16 ist im Außenumfang eben ausgeführt. Zwei Lüfterräder 24, 25, die auf den beiden Stirnseiten des Rotors 11 festgelegt sind und mit diesem umlaufen, sorgen für eine Luftkühlμng von Rotor 11 und Stator 21 des Generators.
In vielen Anwendungs allen reicht die Luftkühlung des Generators nicht aus, so daß noch eine zusätzliche Flüssigkeitskühlung vorgesehen wird. Beim Einsatz des Generators in Kraftfahrzeugen wird als Kühlflüssigkeit vorzugsweise das Kühlwasser der Brennkraftmaschine verwendet, clas aus dem Kühlkreislauf der Brenπkraftmaschine abgezweigt und diesem wieder zugeführt wird. Zur Realisierung einer solchen zusätzlichen Flüssigkeitskühlung ist hier ein Kühlmantel 26 mit einem Zu- und Ab>fluß vorgesehen, der das Statorlamellenpaket 22 ringförmig umgibt und über seine dem Statorlamellenpaket 22 zugekehrte innere Mantelfläche mit dem Umfang des Statorlamellenpakets 22 in
Wärmeaustauschverbindung steht. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Kühlmantel 26 auf die aneinanderstoßenden Ringbereiche der kappenartig ausgebildeten Lagerschilde 15, 16 in deren Übergreifungsbereich des Statorlamellenpakets 22 aufgeschoben und mittels Klemmen oder Pressen festgesetzt. Zwischen den einander sich berührenden Flächen von Kühlmantel 26 und Lagerschilden 15, 16 kann zur Verbesserung des Wärmeübergangs noch eine Wärmeleitpaste aufgebracht werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird der Kühlmantel 26 von zwei separaten Ringkanälen 27 mit rechteckigem Querschnitt gebildet, die im Parallelabstand voneinander angeordnet sind, wobei jeweils ein Ringkanal 27 auf einem Ringbereich eines Lagerschilds 15 bzw. 16 aufgenommen ist. Wie hier nicht dargestellt ist, ist jeder Ringkanal 27 mit einem Zufluß und einem Abfluß ausgestattet, so daß die beiden Ringkanäle 27 im Kühlflüssigkeitsstrom entweder hintereinander oder parallel geschaltet werden können. Im ersten Fall werden die Ringkanäle 27 nacheinander von dem Kühlflüssigkeitsstrom durchflössen, im zweiten Fall gleichzeitig durch zwei auf die Ringkanäle 27 aufgeteilte Flüssigkeitsströme.
Im usführungsbeispiel des Generators gemäß Fig. 2 wird das Statorlamellenpaket 22 nur teilweise von den Lagerschilden 15, 16 übergriffen und ist an seinem Außenumfang frei zugänglich. Der Kühlmantel 26 wird in diesem Fall unmittelbar auf das Statorlamellenpaket 22 aufgesetzt. Der Kühlmantel 26 ist hier von einem breiten Ringkanal 28 gebildet, der aus zwei konzentrischen Ringteilen 281 und 282 zusammengesetzt ist, die miteinander flüssigkeitsdicht verschweißt sind. Dabei ist der untere, an dem Außenumfang des Ξτ-atorlamellenpakets 22 anliegende Ringteil 281 als Tief iehteil mit U-förmigem Querschnittsprofil und der obere Ringteil als ein die U-Öffnung verschließender, vorzugsweise gewalzter Flachreifen ausgebildet. In Fig. 5 ist der untere Ringteil 281 ausschnittweise perspektivisch dargestellt. Wie dort zu sehen ist, sind zur Erzeugung einer mäanderförrnigen Flüssigkeitsströmung im Ringkanal 28 Leitelemente 29 vorgesehen, die sich quer zur Kanalachse erstrecken und wechselweise bis an die eine und aridere der sich gegenüberliegenden Seitenwände 281a und 281b reichen. Die Leitelemente 29 werden von Sicken 30 gebildet, die in die am Statorlamellenpaket 22 anliegende Grundwand 281c des
Ringteils 281 eingeprägt sind. A.n den von der Grundwand 281c abgekehrten Enden der Seitenwände 281a und 281b des Ringteils 281 sind Aufnahmeflansche 281d und 28 le rechtwinklig abgebogen, auf denen der als Flachreifen ausgebildete Ringteil 282 aufliegt (vergl. Fig. 2). Die beiden Ringteile 281 und 282 sind im Bereich der Aufnahmeflansche 281d und 2 Sie miteinander verschweißt. Der Ringkanal 28 weist wiederum einen Zufluß und einen Abfluß auf, von denen einer am -Anfang und der aridere am Ende des Ringkanals 28 angeordnet ist und die voneinander durch eine Flüssigkeitssperre getrennt sind. In Fig. 2 ist nur der mit einem Zulaufstutzen 31 versehene Zufluß dargestellt. Der Abfluß ist mit einem in gleicher Weise ausgebildeten Ablaufstutzen versehen. Die Funktionen von Zulauf- und Ablaufstutzen können vertauscht werden.
In dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Generators ist der Kühlmantel 26 in gleicher Weise wie in Fig. 2 als breiter, aus zwei Ringteilen 281 und 282 zusammengesetzter Ringkanal 28 ausgeführt. Um den Kühlmantel 26 nach erfolgter Endmontage des Generator auf das Statorlamellenpaket 22 aufschieben zu können, das einen kleineren Außendurchmesser aufweist als die Ringbereiche der kappenförmigen Lagerschilde 15, 16, ist auf den Umfang des Statorlamellenpakets 22 ein Zwischenring 32 aus gut wärmeleitendem Material aufgepreßt, dessen Außenumfa g gleich oder geringfügig größer ist als der des Statorlamellenpakets 22. Der vorgefertigte und auf Dichtheit geprüfte Kühlmantel 26 wird auf den komplettierten Generator aufgeschoben und auf dem Zwischenring 32 durch Aufpressen oder Aufklemmen festgesetzt. Ein mit einem solchen Zwischenring 32 endmontierter Generator kann also wahlweise ausschließlich als luftgekühlter Generator betrieben v/erden oder in bestimmten A wendungsfällen mit einer zusätzlichen
Flussigkeitskuhlung zu einer Hybridkühlung aufgerüstet werde .
Alternativ kann der Ringkanal 28 auch unter Verwendung unterschiedlicher Materialien hergestellt werden. So kann der untere Ringteil 281 aus einer wärmeleitenden Ringmanschette bestehen, an die der obere Ringteil 282 als Kunststo fteil angespritzt ist. Sieben 30 zur Erzwingung einer mäanderförmigen Flüssigkeitsströmung werden beim Spritzvorgang mitangeformt . Des weiteren ist es auch miöglich, den Ringkanal 28 als Druckgußteil herzustellen 'wobei wiederum die Möglichkeit besteht, die sickenförmiσen Leitelemente 29 im Druckgußteil auszubilden.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Generators gemäß Fig. 6 und 7, ist der das Statorlamellenpaket 22 umschließende Kühlmantel 26 von einem schraubenförmig um das Statorlamellenpaket 22 herumgeführten Rohr 33 gebildet. Wie die Schnittdarstellung in Fig. 7 zeigt, hat das Rohr 33 einen kreisrunden Querschnitt. Das Rohr 33 kann aber auch mit eckigem (quadratischem oder rechteckigem!) oder ovalem Querschnitt ausgebildet werden. Das Rohr 33 ist teilweise in einem Zwischenkörper 34 aus gut wärmeleitendem Material eingebettet, um den Wärmeübergang vom Statorlamellenpaket 22 zu der runden Rohrwandung zu verbessern. Der Zwischenkörper 34 ist auf das Statorlamellenpaket 22 aufgesetzt und zwischen den das Statorlamellenpaket 22 übergreifenden kappenförmigen Lagerschilden 15, 16 gehalten.

Claims

Patentansprüche
1. Luftgekühlte elektrische Maschine, insbesondere Generator für Kraftfahrzeuge, mit einem über eine Rotorwelle (12) in Lagerschilden (15, 16) drehend gelagerten Rotor (11) und mit einem den Rotor (11) umschließenden, von den Lagerschilden (15, 16) gehaltenen Stator (21), der ein Statorlamellenpaket (22) und eine darin eingelegte Ankerwicklung (23) aufweist, sowie mit einer zusätzlichen Flussigkeitskuhlung, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Kühlflüssigkeit durchstrombarer, einen Zu- und Abfluß aufweisender Kühlmantel (26) das Statorlamellenpaket (22) umgibt und über den Umfang des Statorlamellenpake s (22) mit diesem in Wär eaustauschverbindung steht.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (26) unmiittelbar oder unter Zwischenlage eines Zwischenrings (32) aus wärmeleitendem Material auf dem Statorlamellenpaket (22) sitzt.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kappenförmig ausgebildeten Lagerschilde (15, 16) das Statorlamellenpaket (22) beidseitig übergreifen und der Kühlmantel (26) unmittelbar auf den das Statorlamellenpaket (22) überdeckenden Ringbereich der Lagerschilde (15, 16) aufgesetzt ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (26) von zwei separaten Ringkanälen (27) mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt und jeweils einem Zu- und Abfluß gebildet ist, die parallel zueinander angeordnet und im Flüssigkeitsstrom parallel oder hintereinander geschaltet sind.
5. Maschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ringkanal (27) von einem Lagerschild (15, 16) getragen ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den sich einander berührenden Flächen von Kühlmantel (26) und Lagerschilden (15, 16) eine Wärmeleitpaste aufgebracht ist.
7. Maschine nach einem der -Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (26) von einem breiten Ringkanal (28) mit einer dem Statorlamellenpaket (22) zugekehrten ebenen Kanalwand gebildet ist, in dem quer zur Kanalachse sich erstreckende, wechselweise bis an eine der einander sich gegenüberliegenden Seitenwände (281a, 281b) reichende Leitelemente (29) so angeordnet sind, daß eine mäanderförrige Flüssigkeitsströmung entsteht .
8, Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente (29) von Sicke (30) gebildet sind, die in mindestens eine Kanal and, vorzugsweise in die dem Statorlamellenpaket (22) zugekehrte ebene Kanalwand (281c), eingeprägt sind.
9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (28) aus zwei konzentrischen Ringteilen (281, 282) zusammengesetzt ist, die flüssigkeitsdicht miteinander verschweißt sind.
10. Maschine nach -Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ringteil (281) als Tiefziehteil mit einem U- förmigen Querschnittsprofil und der andere Ringteil (282) als die U-Öffnung verschließender Flachreifen ausgebildet ist.
11. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal als Druckgußteil hergestellt ist.
12. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal aus einer Ringmanschette aus wärmeleitendem Material und einem daran angespritren Kunststoffteil besteht.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (26) von einem schraubenförmig um das Statorlamellenpaket (22) herumgeführten Rohr (33) mit rundem oder eckigem Querschnitt gebildet ist.
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß c zwischen dem Rohr (33) und dem Statorlamellenpaket (22) ein Zwischenkörper (34) aus wärmeleitendem Material angeordnet ist, in dem das Rohr (33) zumindest teilweise eingebettet ist.
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PCT/DE2002/003989 2001-11-03 2002-10-23 Luftgekühlte elektrische maschine WO2003041241A2 (de)

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DE10154156A DE10154156A1 (de) 2001-11-03 2001-11-03 Luftgekühlte elektrische Maschine

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WO2003041241A3 WO2003041241A3 (de) 2003-08-14

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