WO2004075381A1 - Stator having a cooled core - Google Patents

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WO2004075381A1
WO2004075381A1 PCT/EP2004/001636 EP2004001636W WO2004075381A1 WO 2004075381 A1 WO2004075381 A1 WO 2004075381A1 EP 2004001636 W EP2004001636 W EP 2004001636W WO 2004075381 A1 WO2004075381 A1 WO 2004075381A1
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WO
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stator
core
coolant
lamella
cooling
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/001636
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Rosner
Original Assignee
Intrasys Gmbh Innovative Transport-Systeme
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating

Definitions

  • the present invention relates to a stator for a linear motor or linear generator, comprising a core, and a plurality of winding coils, each of which faces at least one winding coil section on at least one side of the core.
  • Stators of this type are generally known in the art and are used in a large number of cases as a drive for moving devices or as a generator.
  • a disadvantage of the known stators is that they heat up during operation, which leads to a reduction in the efficiency of the stator, for example due to an increase in the resistance of the electrical lines with an increase in the temperature. There is also often a risk of the stator overheating, so that its permissible on-time is shortened accordingly or the power permissible for continuous operation is correspondingly lower.
  • Losses occurring in the stator are a source of this heating. There, more precisely, eddy current losses occur in the core (so-called “iron losses”) and losses in the electrical lines of the winding coils due to electrical resistance (so-called “copper losses”).
  • Coolant web can then be passed a coolant, which heat receives from a wall of the coolant path and dissipates the absorbed heat from the core and from the stator. This removes heat from the core, which leads to a reduced operating temperature compared to a core without a coolant path.
  • the core is generally designed as a lamella package consisting of ferromagnetic lamellae which are thin in comparison to the thickness of the core. This design complicates the formation of eddy currents in the core and reduces the losses caused by eddy currents.
  • An embodiment of the core as a laminated core is therefore also advantageous for a stator according to the present invention.
  • the coolant path can be implemented in a structurally simple manner in that at least some of the fins are designed as cooling fins, each of which has at least one coolant channel recess running at least in sections in the lamella plane and surrounded at least in the lamella plane by lamella material.
  • the lamella material surrounding the coolant channel recess, at least in the lamella plane, ensures the tightness of the coolant path in a particularly simple manner and prevents coolant from escaping from the core, especially when the lamellae are glued to one another.
  • any material recess in the interior of the core weakens the actual function of the core, namely to conduct the magnetic field that penetrates it.
  • another part of the fins can be designed as solid core fins, the core fins to ensure that the cooling fins are supplied with coolant at least one Have a connection opening for supplying or removing coolant to or away from the cooling fins.
  • the at least one coolant channel recess in a cooling fin can be designed as a long groove. This enables the core to be constructed exclusively from cooling fins, since the long groove is surrounded not only in the finned plane, but also in a direction orthogonal to it, and thus a finned core is also provided in the core as the first and / or last fin in the fin stack direction can.
  • the flow cross section available for a coolant flow is limited. Accordingly, the maximum amount of coolant that can be passed through the coolant path per unit of time is small.
  • the coolant flow flowing through the core can be increased in that the at least one coolant channel recess as an elongated hole, i.e. passing through the cooling fin is formed.
  • a coolant channel of any cross-section can then be created, for example, by stacking several cooling fins.
  • an elongated hole can be produced particularly easily, for example by punching from a lamella sheet.
  • the coolant flowing in the at least one coolant channel recess is in contact with the lamella material surrounding it for as long as possible.
  • An extended contact time is achieved, for example, if the elongated hole or the elongated groove in the lamella plane is angled several times, preferably in a meandering fashion.
  • a finned section surrounding the at least one coolant channel recess can at least be implemented in a structurally particularly simple manner be designed in sections to fix the cooling fin in the fin package.
  • the correct positional relationship of adjacent fins in the plate pack improves the tightness of the core through which coolant flows.
  • the formation of the lamella section for fixing the cooling lamellae in the lamella package can be achieved, for example, by providing a groove on one side (groove side) of the cooling lamella section and by providing a spring or generally a projection on the side of the cooling lamella section opposite the groove side. In this way, the projection of one lamella in the lamella package can engage in the groove of the adjacent lamella, whereby a further improved sealing effect can be achieved.
  • Another embodiment which is particularly easy to manufacture and therefore preferred, has at least one through opening, which in the packaged state is penetrated by an enforcement element.
  • Forming a groove on the outer edge of the lamellae of the lamella package, into which a projection engages in the packaged state also represents a stacking aid that can be realized with simple means. This also enables a defined positional relationship between the lamellae to one another.
  • the through openings or edge grooves can also be provided in addition to the tongue and groove design mentioned above
  • the cooling lamella can be designed particularly advantageously in such a way that the lamella section surrounding the at least one coolant channel recess has at least one lug with a through opening projecting into the at least one coolant channel recess.
  • the nose protruding into the coolant channel recess then forms a flow obstacle which must be flowed around by a coolant, so that with a corresponding design or arrangement of several lugs the flow path of the coolant through the coolant channel recess can be extended and thus the amount of heat absorbed and dissipated by the coolant can be increased.
  • the coolant channel recesses of the individual cooling fins provided in the core can be connected to one another in terms of flow in terms of flow, at least in sections, which in the case of trouble-free operation means that coolant actually flows through any cooling fins that are present.
  • the largest possible amount of heat dissipated in a row arrangement of cooling fins can then be achieved, for example, by meandering flow of the coolant through the core.
  • cooling fins are arranged in the core in the stacking direction of the plate pack between core plates and the at least one connection opening of a first core plate with respect to the at least one connection opening of one in the stacking direction of the plate core immediately following the second core plate, which is separated from the first core plate by at least one cooling plate, is arranged offset in a plate plane direction.
  • cooling fins or cooling lamella sub-packs which follow one another in the stacking direction are flowed through by coolant in mutually opposite directions.
  • the at least one connection opening of the one core lamella is preferably offset essentially in the longitudinal direction of the lamella, particularly preferably towards opposite end regions of the core, to the at least one connection opening of the lamella following in the stacking direction.
  • core disk sub-packs can be provided in order to increase the magnetic field conducting effect of the core.
  • the at least one connection opening of the core lamellae of a core lamella subpackage can form at least one passage channel for the passage of coolant.
  • cooling fins can be provided in the core in a fluidic parallel connection, at least in sections.
  • cooling of the core can be maintained even if individual coolant channel recesses should be blocked or closed by contamination of the coolant.
  • the parallel connection of coolant flows in cooling fins while avoiding excessive weakening of the magnetic field strengthening effect of the core can be achieved in that core fins each have at least two connection openings, at least one being provided as a coolant supply opening and at least one further as a coolant discharge connection opening.
  • the core is flowed through like a radiator, i.e. one of the at least two connecting openings in the core lamellae form a coolant supplying passage and another of the at least two connecting openings of the core lamellae forms a coolant discharging through channel.
  • coolant channel recesses of cooling fins are connected in parallel in terms of flow, which connect the through-channels to form a coolant path.
  • this can comprise cooling lamella sub-packages.
  • cooling fins and core lamellae have the same thickness and preferably the same material and are particularly preferably made from the same lamella blanks. It is then possible to produce both cooling fins and core fins from the same starting material or the same semi-finished product.
  • the winding coils can indeed be arranged in any manner on the core, as long as at least one winding coil section of a winding coil faces at least one side of the core.
  • the winding coils preferably surround the core in such a way that their respective winding planes are oriented essentially orthogonally to the longitudinal direction of the core. This arrangement is less expensive to manufacture, in particular because of the possibility of using pre-wound coils.
  • Pole toothed disks are preferably arranged between adjacent winding coils.
  • the core can have at least one through opening penetrated by a tensioning means.
  • a simple but effective clamping device is a screw-nut combination. This includes generally available and easy to obtain inexpensive standard parts.
  • At least one stator foot can be mounted on the core.
  • the clamping means is formed by a head screw which penetrates the core essentially in the stacking direction and the stator foot into which the head screw is screwed.
  • At least one coolant supply and at least one coolant discharge line can be connected to the core for supplying and removing coolant to and from the core.
  • Core lamella connection openings are suitable as connection points for the lines mentioned. These are present anyway and are in fluid-conducting connection with the cooling fins, so that connection to connection openings takes place with the least assembly effort can.
  • a liquid coolant such as a cooling oil, which has particularly good convective heat transport properties, can preferably be used as the coolant.
  • a gas as the coolant, which has to overcome a lower flow resistance than a liquid coolant when flowing through small flow cross sections in the coolant channel recesses.
  • An easy-to-transport stator which is also well protected against external influences, can be obtained by surrounding a structural unit consisting of a core, winding coils, preferably at least one stator foot, at least one coolant supply line and at least one coolant discharge line, preferably including toothed lock washers, in a stator housing and is fixed in it by hardened casting compound.
  • the stator housing can be formed by a stator shell and a stator shell cover covering it.
  • the structural unit can then simply be inserted into the stator shell and fixed to the stator shell by subsequently pouring in casting compound, in particular adhesive.
  • the electrical connection lines for the winding coils accommodated there must be fed into the stator housing.
  • undesired damage caused by tensile forces acting on the electrical lines can be counteracted by providing a strain relief device on the stator housing.
  • the at least one coolant supply line and the at least one coolant discharge line can be led through the at least one strain relief device. This means that the coolant lines or their connection points are also on the core protected from damage by tensile forces.
  • the heating of the stator according to the invention can therefore be further reduced in that the cured casting compound at least in sections connects the structural unit to inner wall regions of the stator housing, the volume of space occupied by the structural unit and the cured casting compound being smaller than the interior volume delimited by the stator housing, so that in Inside the stator housing, a free space remains as a flow space for a coolant, through which a coolant can be passed.
  • stator shell i.e. Fill up to the opening edge of the stator shell with casting compound and then cover it with the stator shell cover.
  • a coolant can be passed through this, which removes heat convectively from the stator housing.
  • the bottom of the stator shell generally forms the side of the stator near the rotor because the base (preferably GRP with a wall thickness of approximately 1 mm) is easy to mount the stator on a substrate and to minimize the magnetic air gap ) is usually thinner than the lid (due to the required mechanical strength, preferably with a wall thickness of approx. 2 mm - 3 mm).
  • the winding coil sections opposite a stator shell inner wall are securely fixed to it by casting compound and a stator with great rigidity is produced.
  • winding coil sections apart from the winding coil sections which are guided around the side of the core remote from the rotor, winding coil sections can rest against the lateral inner walls and at the bottom of the stator shell and be connected to the latter by casting compound.
  • a winding coil section which contributes little or not at all to the stability and rigidity of the stator can be used for dissipating heat to the coolant.
  • the core can be protected from environmental influences by the fact that it is surrounded by casting compound on all of its long sides, preferably also on its end faces.
  • the amount of heat that the coolant can dissipate per unit of time from the winding coils depends on the area of the winding coils that can be brought into contact with the coolant. This can be increased significantly by the fact that the casting compound, in particular adhesive, is applied only in a region close to the wall of the inner walls of the stator housing, in particular between
  • the application of casting compound, in particular adhesive only near the wall of the stator shell inner walls leads to a sufficiently stiff and robust stator.
  • the resulting stator offers a very large flow space volume for cooling the stator by a coolant flowing through the flow space.
  • the flow resistance can be reduced, at least in the area of the at least one stator foot, in that it has a section of reduced cross-section in the area of the flow space.
  • stators for utilizing the magnetic flux are generally provided with pole tooth disks between winding coils adjacent along the longitudinal direction of the core. By reducing the flow cross-section inside the stator housing, these can also represent a considerable flow obstacle for the coolant.
  • the pole toothed disks can have passage openings.
  • the pole toothed disks can also be designed such that they have passage openings form with the housing and / or with the core.
  • Such a passage opening can be formed with the housing in a particularly simple manner in that at least one passage outer edge section of the pole toothed disks is at a distance from a passage inner wall section of the stator housing, the passage outer edge section being set back with respect to this adjacent outer edge sections and / or a radius of curvature of the passage Outer edge portion has a value other than a radius of curvature of the passage inner wall portion.
  • a passage opening with the core can be formed simply in that at least one passage inner edge section of the
  • are opposite, the passage inner edge section being set back with respect to this adjacent outer edge sections and / and a radius of curvature of the passage outer edge section having a different value than a radius of curvature of the passage inner wall section.
  • pole toothed disks are in direct and therefore heat-conducting contact with the core, the pole toothed disks can also be used to cool the core. In addition, there is also a certain electromagnetic heating of the pole toothed disks themselves. It is therefore proposed to provide at least some of the pole toothed disks with at least one coolant path for cooling the toothed disk.
  • the pole tooth disks can be provided with inner cooling channels by forming part of the pole tooth lamellae with inner recesses similar to the lamellae of the core. However, it is particularly simple and therefore preferred if one takes advantage of the fact that the toothed pulleys with their Fit the outer circumference flat against the stator housing. To form the cooling channels, it is therefore sufficient to provide the pole tooth disks with external grooves, since these are closed off from the outside by the stator housing.
  • the object described above is also achieved by a method for cooling a stator of the type mentioned at the outset, which comprises a step of passing a coolant through the stator, in particular through the core.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a first embodiment of a stator according to the present
  • FIG. 2 shows a section along line INI in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a section along line III-III in FIG. 1;
  • FIG. 3A shows a partial section along line IIIA-IIIA in FIG. 3;
  • Figure 4 shows a section along line IV-IV in Figure 1;
  • FIG. 5 shows a schematic longitudinal section through a second embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a sectional view taken along line VI-VI in Figure 5;
  • Figure 7 is an exploded view of a first embodiment of lamellae forming the core of the stator of Figures 1 and 5; such as Figure 8 is an exploded view of a second embodiment of the lamellae forming the core of the stator of Figures 1 and 5.
  • a stator according to the invention is generally designated 10.
  • the stator has a stator housing 12 with a stator shell 14 and a stator shell cover 16 covering one of the opening 15 of the stator shell 14.
  • the stator shell cover 16 is glued to the stator shell 14 by an adhesive bead 18 running around the stator shell 14 near its opening 15.
  • stator housing there is a structural unit 20, which comprises a core (not visible in FIG. 1), winding coils 22 surrounding the core, pole toothed disks 24 arranged between adjacent winding coils, and stator feet 26 screwed to the core and extending towards the stator shell opening 15.
  • a structural unit 20 which comprises a core (not visible in FIG. 1), winding coils 22 surrounding the core, pole toothed disks 24 arranged between adjacent winding coils, and stator feet 26 screwed to the core and extending towards the stator shell opening 15.
  • strain relief devices 28 and 30 are provided, through which electrical lines (not shown) are led to the winding coils 22 of the assembly 20.
  • a coolant supply line 32 is guided through the left strain relief device 28 in FIG. 1, through which a coolant is introduced into a coolant path provided in the core.
  • a coolant discharge line 34 is guided through the strain relief device 30 on the right in FIG. 1, through which coolant is discharged from the coolant path in the core to a coolant tank (not shown) or a heat exchanger (cooler) (not shown).
  • one coolant inlet 36 which is provided between the strain relief devices 28 and 30, and two coolant outlets 38 and 40, each in a longitudinal end region of the stator shell cover 16, are provided on the stator shell cover 16.
  • a coolant is introduced into a free space 42 inside the stator housing 12, which coolant flows through the free space 42, thereby absorbing heat and finally leaves the stator 10 again at the coolant outlets 38 and 40.
  • black arrows indicate an example of a possible flow of the coolant in the free space 42 of the stator housing 12.
  • the side of the stator shell 14 that is close to the rotor or facing a rotor is designated by 14a.
  • the flow shown in the interior of the stator housing 12 near the side 14a of the stator shell 14 close to the rotor can be such that a coolant flow from left to right, as shown on the left side of the stator 10 of FIG. 1, is in front of the drawing plane 1, while the flow shown on the right side of the stator 10 can form from right to left in a plane lying behind the plane of the drawing.
  • a channel 44 can be provided in one of the packages of pole toothed disks 24, through which the coolant can flow back from the side of the assembly 20 near the rotor to the side away from the rotor.
  • a channel is shown in dashed lines in Figure 1.
  • the winding coils 22 surround the core, their winding plane WE, which is orthogonal to the drawing plane in FIG. 1, being oriented orthogonally to the longitudinal direction L of the core.
  • a particularly large number of winding coils 22 can be arranged on the core in such a way that the direction of the magnetic field which is formed in the space surrounding the winding coils 22 is parallel to the longitudinal direction L of the core. This leads to an effective use of the core.
  • FIG. 2 shows a cross section through the stator 10 from FIG. 1 along the line INI shown in FIG. 1.
  • a core 48 composed of cooling fins 66 and core fins 68 can be seen in FIG.
  • the fins 66 and 68 have through holes 49 and 50, through which a cap screw 52 is passed and screwed into a threaded bore 54 of the stator foot 26.
  • the cap screw 52 and the stator 26 form a clamping means by which the lamellae 66 and 68 are held together.
  • the free space 42 is subdivided into three partial free spaces that communicate with one another in terms of flow technology: a first partial free space 42a is delimited by the stator shell cover 16 and the side of the assembly 20 remote from the rotor.
  • a second partial free space 42b is delimited by inner wall sections of the stator shell 14 near the rotor and near the rotor Edge sections 24e of the pole toothed disks 24 or edge sections 22b of the winding coils 22 near the rotor (see also FIG. 4).
  • a third partial free space 42c is formed by a passage inner edge section 24a of the pole tooth disks 24 and an outer wall section 48a of the core 48. The head 52a of the screw 52 is also accommodated in the free space 42c.
  • a casting compound 56 is applied to the inner walls of the stator shell 14.
  • the casting compound 56 is only provided in a region of the inner walls and the bottom of the stator shell 14 close to the wall, the casting compound 56 being present both on the winding coils 22 and on the outer edge sections 24b, 24c and 24d of the pole toothed disks 24, which are on the inner walls 14c, 14d and 14e of the stator shell 14, adheres and thus fixes them to the inner walls 14c, 14d and 14e of the stator shell 14.
  • the pole toothed disk 24 from FIG. 2 lies with its straight outer edge sections 24b and 24c against the inner side walls 14c and 14e of the stator shell 14 and lies with its straight outer edge section 24d against the bottom 14d of the stator shell 14.
  • a first passage outer edge section 24e of the pole toothed disk 24 lies opposite a first curved passage inner wall section 14b of the stator shell 14. Due to the different curvature of the Both sections - the passage outer edge section has a very small radius of curvature, while the straight passage outer edge section 24e has an infinitely large radius of curvature - a passage opening 25 is created in the partial free space 42b.
  • the passage outer edge section of the pole toothed disk 24 corresponding to the passage outer edge section 24e '(see in FIG. 2 on the right) can be designed with a larger, but finally large, radius of curvature than the passage inner wall section 14b' of the stator shell 14 opposite it.
  • stator foot 26 has a section 58 of smaller cross section in the region of its shaft 26a in order to provide the largest possible flow cross section in the partial free space 42a for the coolant.
  • FIG. 3 and 3A essentially show a pole toothed disk 24 "which is alternative to the pole toothed disk 24 of FIG. 2.
  • passage outer edge sections which, as shown in FIG. 1, together with the inner wall sections of the stator shell 14 or a hardened one applied thereon Layer on casting compound 56 form a passage opening, "passage openings 25" are provided in the pole toothed disk 24, through which the cooling medium can pass.
  • FIGS. 3 and 3A show two lateral grooves 24a and 24b which extend from top to bottom in FIG. 3 and which by correspondingly reducing the width of some internal ones
  • Pol toothed disk plates can be achieved. Both longitudinal grooves 24a and 24b are delimited towards the outside by the stator shell 14, wherein the comparatively thin layer of casting compound 56 on the inside of the stator shell 14 can still be seen in FIG. 3A.
  • a respective groove 20a or 20b on the two sides of the toothed disk can also be incorporated.
  • the two mutually opposite grooves can also be connected to one another by a groove in the base region of the stator shell.
  • FIG. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 1 through a winding spool 22.
  • the pole toothed disk 24 shown there corresponds to that shown in FIG. 2, the pole toothed disk 24 from FIG. 4 having passage outer edge sections 24e 'which have a larger radius of curvature than the passage inner wall sections 14b opposite them.
  • the section 22a of the winding spool 22 remote from the rotor forms a first cooling section thereof, which is surrounded by coolant in the partial free space 42a and is thereby cooled.
  • a second cooling section 22b of the winding coil 22 is formed by the winding coil sections 22b pointing towards the second partial clearances 42b.
  • a third cooling section 22c of the winding coil 22 is formed in the region of the third free space 42c. This is a winding coil section 22c pointing towards the side of the core 48 near the rotor.
  • FIG. 5 A second embodiment of a stator according to the invention is shown schematically in longitudinal section in FIG.
  • the same components as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals, but increased by the number 100.
  • the embodiment shown in FIG. 5 will be described in the following only to the extent that it differs from that shown in FIG. Otherwise, reference is made to the description of FIGS. 1 to 4 directed.
  • stator 110 of the second embodiment casting compound was filled into the stator shell 114 from the bottom 114a of the stator shell 114 up to a height H.
  • the stator shell cover 116 has a coolant inlet 136 near its one longitudinal end, through which coolant is introduced into the free space 142.
  • a coolant outlet 140 is provided near the other longitudinal end of the stator shell cover 116, through which coolant is discharged from the free space 142.
  • FIG. 6 shows a cross section along the line VI-VI of FIG. 5. It can be seen there that the winding coil section 122a, indicated by dashed lines and passing through the free space 142, is the only cooling section of the winding coil 122. The coolant flows around the latter and gives off heat to it.
  • the filling height H is selected such that the core 148 is completely surrounded by casting compound 156.
  • the core 148 is good against environmental influences, such as. B. moisture, protected.
  • FIG. 7 shows the structure of the cores 48 or 148 of the two stator embodiments shown in FIGS. 1 to 6.
  • FIG. 7 shows three core lamella subpackages 60, 62 and 64, between which cooling fins 66 are arranged.
  • the core fins 68 (see core fins sub-package 60) and the cooling fins 66 have the same thickness. For reasons of clarity, however, individual core lamellae are not shown in the core lamella packs 60, 62 and 64, but rather are only indicated in the core lamella subpackage 60 at the right edge thereof in FIG. 7.
  • the core lamella 68 has three through holes 50, which is penetrated by a screw, such as the screw 52 in FIG. 2, in the assembled state.
  • the core lamella 68 has two connection openings 70 and 72, the connection opening 72 serving for the supply of coolant from the coolant to the cooling fins 66 and the connection opening 70 serving for coolant removal from the cooling fins 66.
  • the connection openings 70 and 72 of the core plate sub-package 60 are arranged coaxially and form a through-channel 74 and 76 in the packaged state.
  • the core lamellae 68 of all core lamellae subpackages 60, 62 and 64 have grooves 77, 79 running in the stacked state in the packaged state and aligned with one another on the outer edge at the longitudinal end regions of the long side edges 78 and 80. These grooves 77, 79 serve to receive two wedges in order to fix the stacked lamellae in a clear position relative to one another.
  • the cooling fin 66 has a coolant channel recess in the form of an elongated hole 82, which extends essentially in the longitudinal direction of the fin.
  • the elongated holes 82 for example produced by water jet cutting, are surrounded by a lamella material section 84, from which three lugs 86 protrude into the elongated hole 82.
  • the lugs 86 have through holes 49 which, in the assembled state, are aligned with the through holes 50 of the core lamella 68 and be penetrated by the same screw 52.
  • the uppermost core lamella subpackage 64 which in the assembled state is closest to the rotor, has a top lamella 90 as the top lamella 90, which essentially corresponds to the core lamella 68.
  • the cover lamella 90 In contrast to the core lamella 68, however, the cover lamella 90 has no connection openings.
  • the screw head 52a of the screws passing through the through openings 50 and 49 lies on the cover plate 90.
  • FIG. 8 shows a second embodiment of a core with a coolant path provided therein.
  • the same components and elements as in FIG. 7 are provided with the same reference numerals, but increased by the number 200.
  • the embodiment in FIG. 8 is only explained to the extent that it differs from that shown in FIG.
  • coolant is passed through the passage 276 of the core lamella subpackage 260 to the lower cooling lamella 266 in FIG.
  • the cooling medium flows from the right to the left longitudinal end of the cooling fin.
  • the lowest core lamella subpackage 260 in FIG. 8 has no connection opening at the longitudinal end (left longitudinal end in FIG. 8), which is opposite the longitudinal end having the through-channel 276.
  • the coolant channel recess 282 of the upper cooling fin 266 is designed at its right longitudinal end to extend beyond the coolant channel recess of the lower cooling fin 266.
  • the coolant is led away from the upper cooling fin 266 through a through channel 294, which is formed in the core fin partial package 262 in flow connection with the coolant channel recess 282 of the upper cooling fin 266 by aligning connection openings of individual core fins in alignment.
  • This through-channel 294 is followed by a through-opening 296 on the lower cooling lamella 266 and a through-channel 274 on the lower core lamella sub-package.
  • the coolant channel supply line and the coolant channel discharge line can be connected to the through channels 274 and 276 of the core lamella subpackage 260, if this is the first core lamella subpackage in the stacking direction S.
  • the embodiment shown in FIG. 8 is a fluidic series connection of the cooling fins present in the core.

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Abstract

A stator for a linear motor or linear generator comprises a core (48; 148) and a number of winding coils (22; 122) that, with at least one winding coil section, face at least one side of the core (48; 148). According to the invention, at least one coolant path (74, 76, 82; 274, 276, 282, 292, 294, 296) for cooling the core (48; 148) is provided inside the core (48; 148).

Description

Stator mit gekühltem Kern Stator with a cooled core
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für einen Linearmotor oder Lineargenerator, umfassend einen Kern, und eine Mehrzahl von Wickelspulen, welche mit jeweils wenigstens einem Wickelspulenabschnitt wenigstens einer Seite des Kerns zugewandt sind.The present invention relates to a stator for a linear motor or linear generator, comprising a core, and a plurality of winding coils, each of which faces at least one winding coil section on at least one side of the core.
Derartige Statoren sind in der Technik allgemein bekannt und werden in einer Vielzahl von Fällen als Antrieb bewegter Vorrichtungen oder als Generator eingesetzt.Stators of this type are generally known in the art and are used in a large number of cases as a drive for moving devices or as a generator.
Nachteilig an den bekannten Statoren ist, dass sie sich im Betrieb erwärmen, was zu einer Verminderung des Wirkungsgrads des Stators führt, etwa durch eine Zunahme des Widerstands der elektrischen Leitungen mit einem Anstieg der Temperatur. Auch besteht oft die Gefahr einer Überhitzung des Stators, so dass seine zulässige Einschaltdauer dementsprechend verkürzt ist oder die für Dauerbetrieb zulässige Leistung dementsprechend niedriger ist.A disadvantage of the known stators is that they heat up during operation, which leads to a reduction in the efficiency of the stator, for example due to an increase in the resistance of the electrical lines with an increase in the temperature. There is also often a risk of the stator overheating, so that its permissible on-time is shortened accordingly or the power permissible for continuous operation is correspondingly lower.
Eine Quelle dieser Erwärmung sind im Stator auftretende Verluste. Dort treten genauer im Kern Wirbelstromverluste (sog. "Eisenverluste") und in den elektrischen Leitungen der Wickelspulen Verluste auf Grund elektrischen Widerstands (sog. "Kupferverluste") auf.Losses occurring in the stator are a source of this heating. There, more precisely, eddy current losses occur in the core (so-called "iron losses") and losses in the electrical lines of the winding coils due to electrical resistance (so-called "copper losses").
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Stator anzugeben, bei welchem durch verstärkte Kühlung eine Erwärmung im Betrieb reduziert ist.It is therefore an object of the present invention to provide a generic stator in which heating during operation is reduced by increased cooling.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator, in dessen Kern wenigstens eine Kühlmittelbahn zur Kühlung des Kerns vorgesehen ist. Durch dieThis object is achieved by a stator, in the core of which at least one coolant path is provided for cooling the core. Through the
Kühlmittelbahn kann dann ein Kühlmittel geleitet werden, welches Wärme von einer Wand der Kühlmittelbahn aufnimmt und die aufgenommene Wärme aus dem Kern sowie aus dem Stator abführt. Dadurch wird dem Kern Wärme entzogen, was zu einer gegenüber einem Kern ohne Kühlmittelbahn verringerten Betriebstemperatur führt.Coolant web can then be passed a coolant, which heat receives from a wall of the coolant path and dissipates the absorbed heat from the core and from the stator. This removes heat from the core, which leads to a reduced operating temperature compared to a core without a coolant path.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Statoren ist der Kern in der Regel als Lamellenpaket aus im Vergleich zur Dicke des Kerns dünnen ferromagnetischen Lamellen ausgebildet. Durch diese Gestaltung wird die Ausbildung von Wirbelströmen im Kern erschwert und die von Wirbelströmen verursachten Verluste verringert. Eine Ausgestaltung des Kerns als Lamellenpaket ist daher auch für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft.In order to increase the efficiency of stators, the core is generally designed as a lamella package consisting of ferromagnetic lamellae which are thin in comparison to the thickness of the core. This design complicates the formation of eddy currents in the core and reduces the losses caused by eddy currents. An embodiment of the core as a laminated core is therefore also advantageous for a stator according to the present invention.
Bei einem als Lamellenpaket ausgebildeten Kern kann die Kühlmittelbahn in konstruktiv einfacher Weise dadurch realisiert sein, dass wenigstens ein Teil der Lamellen als Kühllamellen ausgebildet ist, welche jeweils wenigstens eine zumindest abschnittsweise in der Lamellenebene verlaufende und zumindest in der Lamellenebene von Lamellenmaterial umgebene Kühlmittelkanalausnehmung aufweisen. Das die Kühlmittelkanalausnehmung zumindest in der Lamellenebene umgebende Lamellenmaterial sorgt in besonders einfacher Weise für die Dichtheit der Kühlmittelbahn und verhindert ein Austreten von Kühlmittel aus dem Kern, zumal dann, wenn die Lamellen miteinander verklebt sind.In the case of a core designed as a lamella package, the coolant path can be implemented in a structurally simple manner in that at least some of the fins are designed as cooling fins, each of which has at least one coolant channel recess running at least in sections in the lamella plane and surrounded at least in the lamella plane by lamella material. The lamella material surrounding the coolant channel recess, at least in the lamella plane, ensures the tightness of the coolant path in a particularly simple manner and prevents coolant from escaping from the core, especially when the lamellae are glued to one another.
Grundsätzlich kann daran gedacht sein, den Kern ausschließlich aus Kühllamellen aufzubauen, was zu einer besonders starken Kühlwirkung führt. Jedoch ist zu bedenken, dass jede Materialausnehmung im Inneren des Kerns die eigentliche Funktion des Kerns schwächt, nämlich das ihn durchsetzende Magnetfeld zu leiten. Um eine durch Kühlmittelkanalausnehmungen hervorgerufene Schwächung des Kerns in Grenzen zu halten, kann ein anderer Teil der Lamellen als massive Kernlamellen ausgebildet sein, wobei die Kernlamellen zur Gewährleistung einer Versorgung der Kühllamellen mit Kühlmittel wenigstens eine Verbindungsöffnung zur Kühlmittelzufuhr oder -abfuhr zu den Kühllamellen hin beziehungsweise von diesen weg aufweisen.Basically, it can be considered to build the core exclusively from cooling fins, which leads to a particularly strong cooling effect. However, it should be borne in mind that any material recess in the interior of the core weakens the actual function of the core, namely to conduct the magnetic field that penetrates it. In order to limit a weakening of the core caused by coolant channel recesses, another part of the fins can be designed as solid core fins, the core fins to ensure that the cooling fins are supplied with coolant at least one Have a connection opening for supplying or removing coolant to or away from the cooling fins.
Die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung einer Kühllamelle kann als Langnut ausgebildet sein. Dies ermöglicht einen Aufbau des Kerns ausschließlich aus Kühllamellen, da die Langnut nicht nur in der Lamellenebene, sondern auch in einer Richtung orthogonal zu dieser von Lamellenmaterial umgeben ist und somit im Kern eine Kühllamelle auch als in der Lamellenstapelrichtung erste oder/und letzte Lamelle vorgesehen sein kann.The at least one coolant channel recess in a cooling fin can be designed as a long groove. This enables the core to be constructed exclusively from cooling fins, since the long groove is surrounded not only in the finned plane, but also in a direction orthogonal to it, and thus a finned core is also provided in the core as the first and / or last fin in the fin stack direction can.
Jedoch ist durch eine Verwendung von Langnuten als Kühlmittelkanalausnehmung der für eine Kühlmittelströmung bereitstehende Strömungsquerschnitt begrenzt. Dementsprechend ist die pro Zeiteinheit maximal durch die Kühlmittelbahn durchleitbare Menge an Kühlmittel gering. Der durch den Kern fließende Kühlmittelstrom kann dadurch erhöht werden, dass die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung als Langloch, d.h. die Kühllamelle durchsetzend, ausgebildet ist. Dann kann etwa durch Aufeinanderlegen mehrerer Kühllamellen ein Kühlmittelkanal beliebigen Querschnitts erzeugt werden. Außerdem kann ein Langloch besonders einfach, etwa durch Stanzen aus einem Lamellenblech, erzeugt werden.However, by using long grooves as the coolant channel recess, the flow cross section available for a coolant flow is limited. Accordingly, the maximum amount of coolant that can be passed through the coolant path per unit of time is small. The coolant flow flowing through the core can be increased in that the at least one coolant channel recess as an elongated hole, i.e. passing through the cooling fin is formed. A coolant channel of any cross-section can then be created, for example, by stacking several cooling fins. In addition, an elongated hole can be produced particularly easily, for example by punching from a lamella sheet.
Zum Abtransport einer möglichst großen Wärmemenge ist es vorteilhaft, wenn das in der wenigstens einen Kühlmittelkanalausnehmung strömende Kühlmittel möglichst lange in Kontakt mit dem es umgebenden Lamellenmaterial ist. Eine verlängerte Kontaktzeit wird beispielsweise erreicht, wenn das Langloch oder die Langnut in der Lamellenebene mehrfach abgewinkelt, vorzugsweise mäanderförmig, ausgebildet ist.To remove as much heat as possible, it is advantageous if the coolant flowing in the at least one coolant channel recess is in contact with the lamella material surrounding it for as long as possible. An extended contact time is achieved, for example, if the elongated hole or the elongated groove in the lamella plane is angled several times, preferably in a meandering fashion.
Zur Sicherstellung einer eindeutigen Lagebeziehung benachbarter Lamellen zueinander in dem den Kern bildenden Lamellenpaket kann in konstruktiv besonders einfach zu realisierender Art und Weise ein die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung umgebender Lamellenabschnitt zumindest abschnittsweise zur Festlegung der Kühllamelle in dem Lamellenpaket ausgebildet sein. Durch die korrekte Lagebeziehung benachbarter Lamellen in dem Lamellenpaket wird die Dichtigkeit des von Kühlmittel durchströmten Kerns verbessert. Die Ausbildung des Lamellenabschnitts zur Festlegung der Kühllamellen in dem Lamellenpaket kann beispielsweise durch Vorsehen einer Nut auf einer Seite (Nut-Seite) des Kühllamellenabschnitts und durch Vorsehen einer Feder bzw. allgemein eines Vorsprungs auf der der Nut- Seite gegenüberliegenden Seite des Kühllamellenabschnitts erreicht werden. So kann der Vorsprung der einen Lamelle im Lamellenpaket in die Nut der benachbarten Lamelle eingreifen, wodurch eine weiter verbesserte Dichtwirkung erreichbar ist.In order to ensure a clear positional relationship of adjacent fins to one another in the finned core forming the core, a finned section surrounding the at least one coolant channel recess can at least be implemented in a structurally particularly simple manner be designed in sections to fix the cooling fin in the fin package. The correct positional relationship of adjacent fins in the plate pack improves the tightness of the core through which coolant flows. The formation of the lamella section for fixing the cooling lamellae in the lamella package can be achieved, for example, by providing a groove on one side (groove side) of the cooling lamella section and by providing a spring or generally a projection on the side of the cooling lamella section opposite the groove side. In this way, the projection of one lamella in the lamella package can engage in the groove of the adjacent lamella, whereby a further improved sealing effect can be achieved.
Eine andere, besonders einfach herzustellende und daher bevorzugte Ausführungsform weist wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, die im paketierten Zustand von einem Durchsetzungselement durchsetzt ist. Auch eine Ausbildung einer Nut am Außenrand der Lamellen des Lamellenpakets, in welche im paketierten Zustand ein Vorsprung eingreift, stellt eine mit einfachen Mitteln realisierbare Stapelhilfe dar. Dadurch kann ebenfalls eine definierte Lagebeziehung der Lamellen zueinander erreicht werden. Die Durchgangsöffnungen oder Randnuten können auch zusätzlich zu der oben genannten Nut- und Federausbildung vorgesehen seinAnother embodiment, which is particularly easy to manufacture and therefore preferred, has at least one through opening, which in the packaged state is penetrated by an enforcement element. Forming a groove on the outer edge of the lamellae of the lamella package, into which a projection engages in the packaged state, also represents a stacking aid that can be realized with simple means. This also enables a defined positional relationship between the lamellae to one another. The through openings or edge grooves can also be provided in addition to the tongue and groove design mentioned above
Besonders vorteilhaft kann die Kühllamelle derart ausgebildet sein, dass der die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung umgebende Lamellenabschnitt wenigstens eine in die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung ragende Nase mit einer Durchgangsöffnung aufweist. Die in die Kühlmittelkanalausnehmung ragende Nase bildet dann ein Strömungshindernis, welches von einem Kühlmittel umströmt werden muss, so dass bei entsprechender Ausbildung bzw. Anordnung mehrerer Nasen der Strömungsweg des Kühlmittels durch die Kühlmittelkanalausnehmung verlängert und somit die vom Kühlmittel aufgenommene und abgeführte Wärmemenge erhöht werden kann. Die Kühlmittelkanalausnehmungen der einzelnen im Kern vorgesehenen Kühllamellen können zumindest abschnittsweise miteinander strömungstechnisch in Reihe verbunden sein, was im störungsfreien Betrieb bewirkt, dass jede vorhandene Kühllamelle tatsächlich von Kühlmittel durchströmt wird. Eine bei einer Reihenanordnung von Kühllamellen möglichst große abgeführte Wärmemenge kann dann beispielsweise durch eine mäanderförmige Strömungsführung des Kühlmittels durch den Kern erreicht werden. Konstruktiv lässt sich dies mit geringem Aufwand unter Vermeidung oder zumindest Reduzierung einer Schwächung der Magnetfeldverstärkungsfunktion des Kerns dadurch verwirklichen, dass in dem Kern in Stapelrichtung des Lamellenpakets Kühllamellen zwischen Kernlamellen angeordnet sind und die wenigstens eine Verbindungsöffnung einer ersten Kernlamelle bezüglich der wenigstens einen Verbindungsöffnung einer in Stapelrichtung des Lamellenpakets unmittelbar folgenden zweiten Kernlamelle, welche durch wenigstens eine Kühllamelle von der ersten Kernlamelle getrennt ist, in einer Lamellenebenenrichtung versetzt angeordnet ist. Bei dieser Anordnung werden in der Stapelrichtung aufeinander folgende Kühllamellen oder Kühllamellen-Teilpakete in zueinander entgegengesetzten Richtungen von Kühlmittel durchströmt.The cooling lamella can be designed particularly advantageously in such a way that the lamella section surrounding the at least one coolant channel recess has at least one lug with a through opening projecting into the at least one coolant channel recess. The nose protruding into the coolant channel recess then forms a flow obstacle which must be flowed around by a coolant, so that with a corresponding design or arrangement of several lugs the flow path of the coolant through the coolant channel recess can be extended and thus the amount of heat absorbed and dissipated by the coolant can be increased. The coolant channel recesses of the individual cooling fins provided in the core can be connected to one another in terms of flow in terms of flow, at least in sections, which in the case of trouble-free operation means that coolant actually flows through any cooling fins that are present. The largest possible amount of heat dissipated in a row arrangement of cooling fins can then be achieved, for example, by meandering flow of the coolant through the core. In terms of design, this can be achieved with little effort while avoiding or at least reducing a weakening of the magnetic field strengthening function of the core in that cooling fins are arranged in the core in the stacking direction of the plate pack between core plates and the at least one connection opening of a first core plate with respect to the at least one connection opening of one in the stacking direction of the plate core immediately following the second core plate, which is separated from the first core plate by at least one cooling plate, is arranged offset in a plate plane direction. In this arrangement, cooling fins or cooling lamella sub-packs which follow one another in the stacking direction are flowed through by coolant in mutually opposite directions.
Zur Erzielung langer Strömungswege und damit großer abführbarer Wärmemengen ist die wenigstens eine Verbindungsöffnung der einen Kernlamelle zu der wenigstens einen Verbindungsöffnung der in Stapelrichtung folgenden Lamelle vorzugsweise im Wesentlichen in Lamellen-Längsrichtung, besonders bevorzugt zu entgegengesetzten Endbereichen des Kerns hin versetzt.In order to achieve long flow paths and thus large amounts of heat that can be dissipated, the at least one connection opening of the one core lamella is preferably offset essentially in the longitudinal direction of the lamella, particularly preferably towards opposite end regions of the core, to the at least one connection opening of the lamella following in the stacking direction.
In dem Kern können in Stapelrichtung des Lamellenpakets Kernlamellen- Teilpakete vorgesehen sein, um die Magnetfeld leitende Wirkung des Kerns zu erhöhen. In diesem Fall können die wenigstens eine Verbindungsöffnung der Kernlamellen eines Kernlamellen-Teilpakets wenigstens einen Durchgangskanal zur Durchleitung von Kühlmittel bilden. Durch das Bilden von Kernlamellen-Teilpaketen kann außerdem ein definierter Abstand von durch Kühllamellen oder Kühllamellen-Teilpaketen gebildeten Kühlzonen eingestellt werden. Somit können die Kühlzonen in für eine Wärmeentnahme aus dem Kern unter gleichzeitiger Beibehaltung der das Magnetfeld leitende Wirkung des Kerns optimalen Bereichen des Kerns angeordnet sein.In the core in the stacking direction of the disk pack, core disk sub-packs can be provided in order to increase the magnetic field conducting effect of the core. In this case, the at least one connection opening of the core lamellae of a core lamella subpackage can form at least one passage channel for the passage of coolant. By forming core lamella subpackages, a defined distance of cooling zones formed by cooling fins or cooling lamination subpackages can be set. The cooling zones can thus be arranged in regions of the core that are optimal for taking heat from the core while at the same time maintaining the magnetic field-conducting effect of the core.
Alternativ oder zusätzlich können in dem Kern Kühllamellen zumindest abschnittsweise in strömungstechnischer Parallelschaltung vorgesehen sein. Dadurch kann eine Kühlung des Kerns selbst dann aufrecht erhalten werden, wenn einzelne Kühlmittelkanalausnehmungen durch eine Verschmutzung des Kühlmittels verstopft oder verschlossen sein sollten. Konstruktiv lässt sich die Parallelschaltung von Kühlmittelströmungen in Kühllamellen unter Vermeidung einer übermäßigen Schwächung der Magnetfeldverstärkungswirkung des Kerns dadurch erreichen, dass Kernlamellen jeweils wenigstens zwei Verbindungsöffnungen aufweisen, wobei wenigstens eine als Kühlmittelzufuhr- und wenigstens eine weitere als Kühlmittelabfuhr-Verbindungsöffnung vorgesehen ist.Alternatively or additionally, cooling fins can be provided in the core in a fluidic parallel connection, at least in sections. As a result, cooling of the core can be maintained even if individual coolant channel recesses should be blocked or closed by contamination of the coolant. In terms of design, the parallel connection of coolant flows in cooling fins while avoiding excessive weakening of the magnetic field strengthening effect of the core can be achieved in that core fins each have at least two connection openings, at least one being provided as a coolant supply opening and at least one further as a coolant discharge connection opening.
In einem solchen Fall wird der Kern ähnlich einem Heizkörper durchströmt, d.h. eine der wenigstens zwei Verbindungsöffnungen in den Kernlamellen bilden einen Kühlmittel zuführenden Durchgangskanal und eine andere der wenigstens zwei Verbindungsöffnungen der Kernlamellen bildet einen Kühlmittel abführenden Durchgangskanal. Zwischen den beiden Durchgangskanäle liegen strömungstechnisch parallel geschaltete Kühlmittelkanalausnehmungen von Kühllamellen, welche die Durchgangskanäle zu einer Kühlmittelbahn verbinden.In such a case, the core is flowed through like a radiator, i.e. one of the at least two connecting openings in the core lamellae form a coolant supplying passage and another of the at least two connecting openings of the core lamellae forms a coolant discharging through channel. Between the two through-channels, coolant channel recesses of cooling fins are connected in parallel in terms of flow, which connect the through-channels to form a coolant path.
Zur Einstellung eines gewünschten Kühlmittelkanalquerschnitts im Kern kann dieser Kühllamellen-Teilpakete umfassen.To set a desired coolant channel cross section in the core, this can comprise cooling lamella sub-packages.
Die Fertigung des als Lamellenpaket gebildeten Kerns kann dadurch in vorteilhafter Weise vereinfacht sein, dass Kühllamellen und Kernlamellen die gleiche Dicke und vorzugsweise das gleiche Material aufweisen und besonders bevorzugt aus den gleichen Lamellenrohlingen gefertigt sind. Dann ist es möglich, aus dem gleichen Ausgangsmaterial bzw. dem gleichen Halbzeug sowohl Kühllamellen als auch Kernlamellen zu erzeugen.The manufacture of the core formed as a lamella package can advantageously be simplified in that cooling fins and core lamellae have the same thickness and preferably the same material and are particularly preferably made from the same lamella blanks. It is then possible to produce both cooling fins and core fins from the same starting material or the same semi-finished product.
Zwar können die Wickelspulen in beliebliger Art und Weise am Kern angeordnet sein, solange wenigstens ein Wickelspulenabschnitt einer Wickelspule wenigstens einer Seite des Kerns zugewandt ist. Bevorzugt umgeben die Wickelspulen den Kern jedoch derart, dass ihre jeweiligen Wicklungsebenen zur Kernlängsrichtung im Wesentlichen orthogonal orientiert sind. Diese Anordnung ist kostengünstiger in der Herstellung insbesondere auf Grund der Möglichkeit des Einsatzes vorgewickelter Spulen. Vorzugsweise sind zwischen benachbarten Wickelspulen Polzahnscheiben angeordnet.The winding coils can indeed be arranged in any manner on the core, as long as at least one winding coil section of a winding coil faces at least one side of the core. However, the winding coils preferably surround the core in such a way that their respective winding planes are oriented essentially orthogonally to the longitudinal direction of the core. This arrangement is less expensive to manufacture, in particular because of the possibility of using pre-wound coils. Pole toothed disks are preferably arranged between adjacent winding coils.
Um den Zusammenhalt des Kerns als Lamellenpaket zusätzlich zur Verklebung zu verbessern kann dieser wenigstens eine von einem Spannmittel durchsetze Durchgangsöffnung aufweisen. Ein einfaches aber effektives Spannmittel ist eine Schraube-Mutter-Kombination. Diese umfasst allgemein erhältliche und leicht zu beschaffende kostengünstige Normteile.In order to improve the cohesion of the core as a laminated core in addition to the gluing, the core can have at least one through opening penetrated by a tensioning means. A simple but effective clamping device is a screw-nut combination. This includes generally available and easy to obtain inexpensive standard parts.
Zur Befestigung des Stators an einem Untergrund kann an den Kern wenigstens ein Statorfuß montiert sein. Dabei ist es hinsichtlich einer niedrigen Anzahl von zur Bildung des Stators benötigten Bauteilen vorteilhaft, wenn das Spannmittel von einer den Kern im Wesentlichen in Stapelrichtung durchsetzenden Kopfschraube und dem Statorfuß gebildet ist, in welchen die Kopfschraube eingedreht ist.To attach the stator to a base, at least one stator foot can be mounted on the core. With regard to the low number of components required to form the stator, it is advantageous if the clamping means is formed by a head screw which penetrates the core essentially in the stacking direction and the stator foot into which the head screw is screwed.
Zur Zuführung und zur Abführung von Kühlmittel zu dem Kern hin bzw. von diesem weg kann an diesem wenigstens eine Kühlmittelzufuhr- und wenigstens eine Kühlmittelabfuhrleitung angeschlossen sein. Als Anschlussstellen der genannten Leitungen bieten sich Kernlamellen- Verbindungsöffnungen an. Diese sind ohnehin vorhanden und befinden sich in Fluid leitender Verbindung mit den Kühllamellen, so dass ein Anschluss an Verbindungsöffnungen mit dem geringsten Montageaufwand erfolgen kann.At least one coolant supply and at least one coolant discharge line can be connected to the core for supplying and removing coolant to and from the core. Core lamella connection openings are suitable as connection points for the lines mentioned. These are present anyway and are in fluid-conducting connection with the cooling fins, so that connection to connection openings takes place with the least assembly effort can.
Als Kühlmittel kann bevorzugt ein flüssiges Kühlmittel, wie etwa ein Kühlöl verwendet werden, welches besonders gute konvektive Wärmetransporteigenschaften aufweist. Es kann jedoch auch daran gedacht sein, ein Gas als Kühlmittel zu verwenden, welches bei der Durchströmung von geringen Strömungsquerschnitten in den Kühlmittelkanalausnehmungen einen geringeren Strömungswiderstand zu überwinden hat als ein flüssiges Kühlmittel.A liquid coolant, such as a cooling oil, which has particularly good convective heat transport properties, can preferably be used as the coolant. However, it can also be considered to use a gas as the coolant, which has to overcome a lower flow resistance than a liquid coolant when flowing through small flow cross sections in the coolant channel recesses.
Ein leicht zu transportierender Stator, welcher überdies gut gegen äußere Einflüsse geschützt ist, kann dadurch erhalten werden, dass eine Baueinheit aus Kern, Wickelspulen, vorzugsweise wenigstens einem Statorfuß, wenigstens einer Kühlmittelzufuhrleitung und wenigstens einer Kühlmittelabfuhrleitung, vorzugsweise einschließlich von Polzahnscheiben, von einem Statorgehäuse umgeben und in diesem durch ausgehärtete Gießmasse festgelegt ist.An easy-to-transport stator, which is also well protected against external influences, can be obtained by surrounding a structural unit consisting of a core, winding coils, preferably at least one stator foot, at least one coolant supply line and at least one coolant discharge line, preferably including toothed lock washers, in a stator housing and is fixed in it by hardened casting compound.
Zum Zwecke einer einfachen Montage kann das Statorgehäuse durch eine Statorschale und eine diese bedeckenden Statorschalendeckel gebildet sein. Die Baueinheit kann dann einfach in die Statorschale eingelegt und durch anschließendes Einfüllen von Giesmasse, insbesondere von Klebstoff, an der Statorschale festgelegt werden.For the purpose of simple assembly, the stator housing can be formed by a stator shell and a stator shell cover covering it. The structural unit can then simply be inserted into the stator shell and fixed to the stator shell by subsequently pouring in casting compound, in particular adhesive.
In das Statorgehäuse müssen die elektrischen Anschlussleitungen für die dort aufgenommenen Wickelspulen zugeführt werden. Dabei kann einer unerwünschten Beschädigung durch an den elektrischen Leitungen angreifende Zugkräfte durch Vorsehen einer Zugentlastungsvorrichtung an dem Statorgehäuse entgegengewirkt werden. Um eine unnötige Komplexität im Aufbau des Stators zu vermeiden, kann die wenigstens eine Kühlmittelzufuhrleitung und die wenigstens eine Kühlmittelabfuhrleitung durch die wenigstens eine Zugentlastungsvorrichtung geführt sein. Somit sind auch die Kühlmittelleitungen oder deren Anschlussstellen am Kern vor einer Beschädigung durch Zugkräfte geschützt.The electrical connection lines for the winding coils accommodated there must be fed into the stator housing. In this case, undesired damage caused by tensile forces acting on the electrical lines can be counteracted by providing a strain relief device on the stator housing. In order to avoid unnecessary complexity in the construction of the stator, the at least one coolant supply line and the at least one coolant discharge line can be led through the at least one strain relief device. This means that the coolant lines or their connection points are also on the core protected from damage by tensile forces.
Neben den Eisenverlusten im Kern wurden eingangs auch die Kupferverluste in den Wicklungen angesprochen. Die Erwärmung des erfindungsgemäßen Stators kann daher weiter dadurch reduziert werden, dass die ausgehärtete Gießmasse die Baueinheit zumindest abschnittsweise mit Innenwandbereichen des Statorgehäuses verbindet, wobei das von der Baueinheit und der ausgehärteten Gießmasse eingenommene Raumvolumen kleiner als das von dem Statorgehäuse begrenzte Innenraumvolumen ist, so dass im Inneren des Statorgehäuses ein Freiraum als Durchflussraum für ein Kühlmittel verbleibt, durch welchen ein Kühlmittel durchleitbar ist.In addition to the iron losses in the core, the copper losses in the windings were also addressed at the beginning. The heating of the stator according to the invention can therefore be further reduced in that the cured casting compound at least in sections connects the structural unit to inner wall regions of the stator housing, the volume of space occupied by the structural unit and the cured casting compound being smaller than the interior volume delimited by the stator housing, so that in Inside the stator housing, a free space remains as a flow space for a coolant, through which a coolant can be passed.
Bisher ist es üblich, die Statorschale vollständig, d.h. bis zum Öffnungsrand der Statorschale mit Gießmasse aufzufüllen und dann mit dem Statorschalendeckel abzudecken. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es ohne eine funktionsbeeinträchtigende Einbuße an Steifigkeit und Stabilität des Stators möglich ist, im Inneren des Statorgehäuses einen Freiraum als Durchflussraum für ein Kühlmittel zu belassen. Durch diesen ist ein Kühlmittel durchleitbar, welches Wärme konvektiv aus dem Statorgehäuse abführt.So far, it has been common to completely remove the stator shell, i.e. Fill up to the opening edge of the stator shell with casting compound and then cover it with the stator shell cover. However, it has been shown that it is possible to leave a free space in the interior of the stator housing as a flow space for a coolant without a loss of rigidity and stability of the stator which impairs the function. A coolant can be passed through this, which removes heat convectively from the stator housing.
Grundsätzlich ist es möglich, das Kühlmittel lediglich über eine Oberfläche der im Statorgehäuse ausgehärteten Gießmasse strömen zu lassen. In diesem Falle können die Wickelspulen vollständig von Gießmasse bedeckt sein. Zwar wird hier eine besonders hohe Stabilität des Stators erreicht, jedoch muss Wärme von den Wickelspulen durch die in der Regel schlecht Wärme leitende Gießmasse (dabei handelt es sich gewöhnlich um gießbare Kunststoffe mit entsprechend niedriger Wärmeleitfähigkeit oder um Klebstoff) zum Kühlmittel geleitet werden. Im Hinblick auf die pro Zeiteinheit abführbare Wärmemenge ist es daher vorteilhafter, wenn Kühlabschnitte der Wickelspulen derart in den Durchflussraum ragen oder diesen durchsetzen, dass sie in Kontakt mit dem Kühlmittel bringbar sind. Bei einem aus Statorschale und Statorschalendeckel gebildeten Statorgehäuse bildet aus Gründen einer einfachen Montierbarkeit des Stators an einem Untergrund sowie der Minimierung des magnetischen Luftspalts in der Regel der Boden der Statorschale die läufernahe Seite des Stators, da der Boden (vorzugsweise GFK mit ca. 1 mm Wandstärke) zumeist dünner ist als der Deckel (wegen der erforderlichen mechanischen Festigkeit, vorzugsweise mit ca. 2 mm - 3 mm Wandstärke).In principle, it is possible to let the coolant flow only over a surface of the casting compound hardened in the stator housing. In this case, the winding spools can be completely covered by casting compound. Although a particularly high stability of the stator is achieved here, heat must be conducted from the winding coils to the coolant through the casting compound, which is generally poorly heat-conducting (these are usually castable plastics with a correspondingly low thermal conductivity or adhesive). With regard to the amount of heat that can be dissipated per unit of time, it is therefore advantageous if cooling sections of the winding coils protrude into or penetrate the flow space such that they can be brought into contact with the coolant. In the case of a stator housing formed from the stator shell and the stator shell cover, the bottom of the stator shell generally forms the side of the stator near the rotor because the base (preferably GRP with a wall thickness of approximately 1 mm) is easy to mount the stator on a substrate and to minimize the magnetic air gap ) is usually thinner than the lid (due to the required mechanical strength, preferably with a wall thickness of approx. 2 mm - 3 mm).
Durch ein Einfüllen der Gießmasse vom Boden der Statorschale bis zu einer Höhe unterhalb der Statorschalenöffnung derart, dass jeweils ein Teil der um die läuferferne Seite des Kerns herumgeführten Wickelspulenabschnitte nicht eingegossen ist und diese somit in dem zwischen Gießmassenoberfläche und Statorschalendeckel gebildeten Durchflussraum liegende Kühlabschnitte bilden, können einerseits die einer Statorschaleninnenwand gegenüberliegenden Wickelspulenabschnitte sicher an dieser durch Gießmasse festgelegt und ein Stator mit großer Steifigkeit erzeugt werden. In diesem Falle können, abgesehen von den um die läuferferne Seite des Kerns herumgeführten Wickelspulenabschnitten, an den seitlichen Innenwänden und am Boden der Statorschale Wickelspulenabschnitte anliegen und durch Gießmasse mit diesen verbunden sein. Andererseits kann ein nicht oder nur wenig zur Stabilität und Steifigkeit des Stators beitragender Wickelspulenabschnitt zur Wärmeabgabe an das Kühlmittel genutzt werden.By pouring the casting compound from the bottom of the stator shell to a height below the stator shell opening in such a way that in each case a part of the winding coil sections which are guided around the side of the core remote from the rotor is not cast in and thus form cooling sections lying in the flow space formed between the casting compound surface and the stator shell cover on the one hand, the winding coil sections opposite a stator shell inner wall are securely fixed to it by casting compound and a stator with great rigidity is produced. In this case, apart from the winding coil sections which are guided around the side of the core remote from the rotor, winding coil sections can rest against the lateral inner walls and at the bottom of the stator shell and be connected to the latter by casting compound. On the other hand, a winding coil section which contributes little or not at all to the stability and rigidity of the stator can be used for dissipating heat to the coolant.
Der Kern kann zu Verlängerung seiner Standzeit sicher dadurch vor Umwelteinflüssen geschützt sein, dass er an allen seinen Längsseiten, vorzugsweise auch an seinen Stirnflächen, von Gießmasse umgeben ist.To extend its service life, the core can be protected from environmental influences by the fact that it is surrounded by casting compound on all of its long sides, preferably also on its end faces.
Die Wärmemenge, die von dem Kühlmittel pro Zeiteinheit von den Wickelspulen abgeführt werden kann, ist von der Fläche der Wickelspulen abhängig, die in Kontakt mit dem Kühlmittel bringbar ist. Diese kann dadurch wesentlich erhöht werden, dass Gießmasse, insbesondere Klebstoff, lediglich in einem wandnahen Bereich von Innenwänden des Statorgehäuses aufgetragen ist, insbesondere zwischenThe amount of heat that the coolant can dissipate per unit of time from the winding coils depends on the area of the winding coils that can be brought into contact with the coolant. This can be increased significantly by the fact that the casting compound, in particular adhesive, is applied only in a region close to the wall of the inner walls of the stator housing, in particular between
Innenwandabschnitten des Statorgehäuses und diesen im montierten Zustand gegenüberliegenden Außenflächenabschnitten der Statorbaugruppe, vorzugsweise von Außenflächenabschnitten von Wickelspulen oder/und Polzahnscheiben, so dass zumindest ein Teil von zu Innenwänden des Statorgehäuses hinweisenden Wickelspulenabschnitten oder/und Polzahnscheiben von Gießmasse benetzt ist und zumindest ein Teil von zum Kern hinweisenden Wickelspulenabschnitten oder/und von zwischen Innenwänden des Statorgehäuses verlaufenden Wickelspulenabschnitten als Kühlabschnitte in den Durchflussraum ragt oder diesen durchsetzt. Der Auftrag von Gießmasse, insbesondere Klebstoff, lediglich in Wandnähe der Statorschaleninnenwände führt zu einem ausreichend steifen und robusten Stator. Der resultierende Stator bietet ein sehr großes Durchflußraumvolumen zur Kühlung des Stators durch ein den Durchflussraum durchströmendes Kühlmittel.Inner wall sections of the stator housing and in the assembled state opposite outer surface sections of the stator assembly, preferably of outer surface sections of winding coils and / or pole toothed disks, so that at least a part of winding coil sections or / and pole toothed disks pointing towards the inner walls of the stator housing is wetted by casting compound and at least part of the core indicative winding coil sections or / and of winding coil sections running between inner walls of the stator housing protrude as cooling sections into the flow space or penetrate it. The application of casting compound, in particular adhesive, only near the wall of the stator shell inner walls leads to a sufficiently stiff and robust stator. The resulting stator offers a very large flow space volume for cooling the stator by a coolant flowing through the flow space.
Weiterhin ist es wichtig, das Kühlmittel mit einem möglichst geringen Strömungswiderstand durch den Stator an dem wenigstens einen Kühlabschnitt der Wickelspulen vorbei zu leiten. Der Strömungswiderstand kann zumindest im Bereich des wenigstens einen Statorfußes dadurch reduziert sein, dass dieser im Bereich des Durchflussraums einen Abschnitt verringerten Querschnitts aufweist.Furthermore, it is important to conduct the coolant with the lowest possible flow resistance through the stator past the at least one cooling section of the winding coils. The flow resistance can be reduced, at least in the area of the at least one stator foot, in that it has a section of reduced cross-section in the area of the flow space.
Wie bereits beschrieben wurde, sind Statoren zur Ausnutzung des magnetischen Flusses in der Regel mit Polzahnscheiben zwischen entlang der Kernlängsrichtύng benachbarten Wickelspulen versehen. Diese können ebenfalls durch Verringerung des Strömungsquerschnitts im Inneren des Statorgehäuses ein erhebliches Strömungshindernis für das Kühlmittel darstellen. Um diese Behinderung der Kühlmittelströmung möglichst gering zu halten, können die Polzahnscheiben Durchtrittsöffnungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die Polzahnscheiben zur Vereinfachung ihrer Herstellung auch derart gestaltet sein, dass sie Durchtrittsöffnungen mit dem Gehäuse oder/und mit dem Kern bilden.As has already been described, stators for utilizing the magnetic flux are generally provided with pole tooth disks between winding coils adjacent along the longitudinal direction of the core. By reducing the flow cross-section inside the stator housing, these can also represent a considerable flow obstacle for the coolant. In order to keep this impediment to the coolant flow as low as possible, the pole toothed disks can have passage openings. Alternatively or additionally, to simplify their manufacture, the pole toothed disks can also be designed such that they have passage openings form with the housing and / or with the core.
Eine solche Durchtrittsöffnung kann mit dem Gehäuse besonders einfach dadurch gebildet sein, dass wenigstens ein Durchtritts-Außenrandabschnitt der Polzahnscheiben einem Durchtritts-Innenwandabschnitt des Statorgehäuses mit Abstand gegenüberliegt, wobei der Durchtritts- Außenrandabschnitt bezüglich diesem benachbarter Außenrandabschnitte zurückgesetzt ist oder/und ein Krümmungsradius des Durchtritts- Außenrandabschnitts einen anderen Wert aufweist als ein Krümmungsradius des Durchtritts-Innenwandabschnitts. Die unterschiedlichen Krümmungsradien von Innenwandabschnitten der Statorschale und diesen gegenüberliegenden Außenrandabschnitten der Polzahnscheiben führen zu Spalten, durch die Kühlmittel strömen kann.Such a passage opening can be formed with the housing in a particularly simple manner in that at least one passage outer edge section of the pole toothed disks is at a distance from a passage inner wall section of the stator housing, the passage outer edge section being set back with respect to this adjacent outer edge sections and / or a radius of curvature of the passage Outer edge portion has a value other than a radius of curvature of the passage inner wall portion. The different radii of curvature of the inner wall sections of the stator shell and these opposite outer edge sections of the pole toothed disks lead to gaps through which coolant can flow.
Eine Durchtrittsöffnung mit dem Kern kann dagegen einfach dadurch gebildet sein, dass wenigstens ein Durchtritts-Innenrandabschnitt derA passage opening with the core, on the other hand, can be formed simply in that at least one passage inner edge section of the
Polzahnscheiben Durchtritts-Außenwandabschnitten des Kerns mit AbstandPolzahn discs through-passage outer wall sections of the core at a distance
gegenüberliegen, wobei der Durchtritts-Innenrandabschnitt bezüglich diesem benachbarten Außenrandabschnitten zurückgesetzt ist oder/und ein Krümmungsradius des Durchtritts-Außenrandabschnitts einen anderen Wert aufweist als ein Krümmungsradius des Durchtritts-Innenwandabschnitts. ■ are opposite, the passage inner edge section being set back with respect to this adjacent outer edge sections and / and a radius of curvature of the passage outer edge section having a different value than a radius of curvature of the passage inner wall section.
Da die Polzahnscheiben in unmittelbarem und damit wärmeleitendem Kontakt mit dem Kern stehen, können die Polzahnscheiben auch zur Kühlung des Kerns verwendet werden. Zudem ergibt sich auch eine gewisse elektromagnetische Erwärmung der Polzahnscheiben selbst. Es wird daher vorgeschlagen, wenigstens einen Teil der Polzahnscheiben mit wenigstens einer Kühlmittelbahn zur Polzahnscheibenkühlung zu versehen.Since the pole toothed disks are in direct and therefore heat-conducting contact with the core, the pole toothed disks can also be used to cool the core. In addition, there is also a certain electromagnetic heating of the pole toothed disks themselves. It is therefore proposed to provide at least some of the pole toothed disks with at least one coolant path for cooling the toothed disk.
Die Polzahnscheiben können mit inneren Kühlkanälen versehen sein durch Ausbilden eines Teils der Polzahnlamellen mit inneren Ausnehmungen ähnlich den Lamellen des Kern. Besonders einfach und daher bevorzugt ist es jedoch, wenn man ausnutzt, dass die Polzahnscheiben mit ihrem Außenumfang flächig an dem Statorgehäuse anliegen. Zur Bildung der Kühlkanäle genügt es daher, die Polzahnscheiben jeweils mit Außennuten zu versehen, da diese durch das Statorgehäuse nach außen hin abgeschlossen werden.The pole tooth disks can be provided with inner cooling channels by forming part of the pole tooth lamellae with inner recesses similar to the lamellae of the core. However, it is particularly simple and therefore preferred if one takes advantage of the fact that the toothed pulleys with their Fit the outer circumference flat against the stator housing. To form the cooling channels, it is therefore sufficient to provide the pole tooth disks with external grooves, since these are closed off from the outside by the stator housing.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Kühlung eines Stators der eingangs genannten Art, welches einen Schritt eines Durchleiters eines Kühlmittels durch den Stator, insbesondere durch den Kern, umfasst.The object described above is also achieved by a method for cooling a stator of the type mentioned at the outset, which comprises a step of passing a coolant through the stator, in particular through the core.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Figur 1 einen schematischen Längschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Stators gemäß der vorliegenden1 shows a schematic longitudinal section through a first embodiment of a stator according to the present
Erfindung;Invention;
Figur 2 einen Schnitt entlang Linie INI in Figur 1 ;FIG. 2 shows a section along line INI in FIG. 1;
Figur 3 einen Schnitt entlang Linie lll-lll in Figur 1;3 shows a section along line III-III in FIG. 1;
Figur 3A einen teilweisen Schnitt entlang Linie IIIA-IIIA in Figur 3;FIG. 3A shows a partial section along line IIIA-IIIA in FIG. 3;
Figur 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Figur 1;Figure 4 shows a section along line IV-IV in Figure 1;
Figur 5 einen schematischen Längschnitt durch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;FIG. 5 shows a schematic longitudinal section through a second embodiment of the present invention;
Figur 6 eine Ansicht eines Schnitts entlang Linie Vl-Vl in Figur 5;Figure 6 is a sectional view taken along line VI-VI in Figure 5;
Figur 7 eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform von den Kern des Stator von Figuren 1 und 5 bildenden Lamellen; sowie Figur 8 eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform von den Kern des Stator von Figuren 1 und 5 bildenden Lamellen.Figure 7 is an exploded view of a first embodiment of lamellae forming the core of the stator of Figures 1 and 5; such as Figure 8 is an exploded view of a second embodiment of the lamellae forming the core of the stator of Figures 1 and 5.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Stator allgemein mit 10 bezeichnet. Der Stator weist ein Statorgehäuse 12 mit einer Statorschale 14 und einem eine der Öffnung 15 der Statorschale 14 abdeckenden Statorschalendeckel 16 auf. Der Statorschalendeckel 16 ist mit der Statorschale 14 durch eine um die Statorschale 14 nahe ihrer Öffnung 15 umlaufende Kleberaupe 18 verklebt.In Figure 1, a stator according to the invention is generally designated 10. The stator has a stator housing 12 with a stator shell 14 and a stator shell cover 16 covering one of the opening 15 of the stator shell 14. The stator shell cover 16 is glued to the stator shell 14 by an adhesive bead 18 running around the stator shell 14 near its opening 15.
In dem Statorgehäuse befindet sich eine Baueinheit 20, welche einen in Figur 1 nicht sichtbaren Kern, den Kern umgebende Wickelspulen 22, zwischen benachbarten Wickelspulen angeordnete Polzahnscheiben 24 und mit dem Kern verschraubte, zur Statorschalenöffnung 15 hin verlaufende Statorfüße 26 umfasst.In the stator housing there is a structural unit 20, which comprises a core (not visible in FIG. 1), winding coils 22 surrounding the core, pole toothed disks 24 arranged between adjacent winding coils, and stator feet 26 screwed to the core and extending towards the stator shell opening 15.
An dem Statorschalendeckel 16 sind zwei Zugentlastungsvorrichtungen 28 und 30 vorgesehen, durch die nicht dargestellte elektrische Leitungen zu den Wickelspulen 22 der Baueinheit 20 geführt sind. Durch die in Figur 1 linke Zugentlastungsvorrichtung 28 ist eine Kühlmittelzufuhrleitung 32 geführt, durch welche ein Kühlmittel in eine in dem Kern vorgesehene Kühlmittelbahn eingeleitet wird. Durch die in Figur 1 rechte Zugentlastungsvorrichtung 30 ist eine Kühlmittelabfuhrleitung 34 geführt, durch welche Kühlmittel von der Kühlmittelbahn im Kern zu einem nicht dargestellten Kühlmittelbehälter oder einem nicht dargestellten Wärmetauscher (Kühler) abgeführt wird.On the stator shell cover 16, two strain relief devices 28 and 30 are provided, through which electrical lines (not shown) are led to the winding coils 22 of the assembly 20. A coolant supply line 32 is guided through the left strain relief device 28 in FIG. 1, through which a coolant is introduced into a coolant path provided in the core. A coolant discharge line 34 is guided through the strain relief device 30 on the right in FIG. 1, through which coolant is discharged from the coolant path in the core to a coolant tank (not shown) or a heat exchanger (cooler) (not shown).
Weiter sind an dem Statorschalendeckel 16 ein zwischen den Zugentlastungsvorrichtungen 28 und 30 vorgesehener Kühlmitteleinlaß 36 und zwei in je einem Längsendbereich des Statorschalendeckels 16 Kühlmittelauslässe 38 und 40 vorgesehen. Durch den Kühlmitteleinlaß 36 wird in einen Freiraum 42 im Inneren des Statorgehäuses 12 ein Kühlmittel eingeleitet, welches den Freiraum 42 durchströmt, dabei Wärme aufnimmt und schließlich bei den Kühlmittelauslässen 38 und 40 den Stator 10 wieder verlässt. In Figur 1 geben schwarze Pfeile beispielhaft eine mögliche Strömungsführung des Kühlmittels in dem Freiraum 42 des Statorgehäuses 12 an.Furthermore, one coolant inlet 36, which is provided between the strain relief devices 28 and 30, and two coolant outlets 38 and 40, each in a longitudinal end region of the stator shell cover 16, are provided on the stator shell cover 16. Through the coolant inlet 36 a coolant is introduced into a free space 42 inside the stator housing 12, which coolant flows through the free space 42, thereby absorbing heat and finally leaves the stator 10 again at the coolant outlets 38 and 40. In FIG. 1, black arrows indicate an example of a possible flow of the coolant in the free space 42 of the stator housing 12.
In Figur 1 ist die läufernahe bzw. einem nicht dargestellten Läufer zugewandte Seite der Statorschale 14 mit 14a bezeichnet. Diese wird von dem orthogonal zur Zeichenebene der Figur 1 liegenden Boden 14d der Statorschale 14 gebildet. Die im Inneren des Statorgehäuses 12 nahe der läufernahen Seite 14a der Statorschale 14 dargestellte Strömung kann dabei dergestalt sein, dass eine Kühlmittelströmung von links nach rechts, wie sie auf der linken Seite des Stators 10 von Figur 1 eingezeichnet ist, sich in einer vor der Zeichenebene der Figur 1 liegenden Ebene ausbildet, während sich die auf der rechten Seite des Stators 10 eingezeichnete Strömung von rechts nach links in einer hinter der Zeichenebene liegenden Ebene ausbilden kann. Alternativ kann in einem der Pakete aus Polzahnscheiben 24 ein Kanal 44 vorgesehen sein, durch welchen das Kühlmittel von der läufernahen zur läuferfernen Seite der Baueinheit 20 zurückströmen kann. Ein derartiger Kanal ist in Figur 1 strichliniert dargestellt.In FIG. 1, the side of the stator shell 14 that is close to the rotor or facing a rotor (not shown) is designated by 14a. This is formed by the bottom 14d of the stator shell 14 lying orthogonal to the plane of the drawing in FIG. The flow shown in the interior of the stator housing 12 near the side 14a of the stator shell 14 close to the rotor can be such that a coolant flow from left to right, as shown on the left side of the stator 10 of FIG. 1, is in front of the drawing plane 1, while the flow shown on the right side of the stator 10 can form from right to left in a plane lying behind the plane of the drawing. Alternatively, a channel 44 can be provided in one of the packages of pole toothed disks 24, through which the coolant can flow back from the side of the assembly 20 near the rotor to the side away from the rotor. Such a channel is shown in dashed lines in Figure 1.
Die Wickelspulen 22 umgeben den Kern, wobei ihre zur Zeichenebene der Fig. 1 orthogonale Wicklungsebene WE orthogonal zur Längsrichtung L des Kerns orientiert ist. Dadurch kann eine besonders große Anzahl von Wickelspulen 22 an dem Kern derart angeordnet sein, dass die Richtung des sich in dem von den Wickelspulen 22 umgebenden Raum ausbildenden Magnetfelds zur Längsrichtung L des Kerns parallel ist. Dies führt zu einer effektiven Nutzung des Kerns.The winding coils 22 surround the core, their winding plane WE, which is orthogonal to the drawing plane in FIG. 1, being oriented orthogonally to the longitudinal direction L of the core. As a result, a particularly large number of winding coils 22 can be arranged on the core in such a way that the direction of the magnetic field which is formed in the space surrounding the winding coils 22 is parallel to the longitudinal direction L of the core. This leads to an effective use of the core.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Stator 10 von Figur 1 längs der in Figur 1 gezeigten Linie INI. ln Figur 2 ist ein aus Kühllamellen 66 und Kernlamellen 68 aufgebauter Kern 48 zu sehen. Die Lamellen 66 und 68 weisen Durchgangslöcher 49 bzw. 50 auf, durch die eine Kopfschraube 52 hindurchgeführt und in eine Gewindebohrung 54 des Statorfußes 26 eingedreht ist. Die Kopfschraube 52 und der Stator 26 bilden ein Spannmittel, durch das die Lamellen 66 und 68 zusammengehalten werden. Der Freiraum 42 ist in drei strömungstechnisch miteinander kommunizierende Teil-Freiräume unterteilt: ein erster Teil- Freiraum 42a ist begrenzt durch den Statorschalendeckel 16 und die läuferferne Seite der Baueinheit 20. Ein zweiter Teil-Freiraum 42b ist begrenzt durch läufernahe Innenwandabschnitte der Statorschale 14 und läufernahe Randabschnitte 24e der Polzahnscheiben 24 bzw. läufernahe Randabschnitte 22b der Wickelspulen 22 (siehe auch Figur 4). Ein dritter Teil-Freiraum 42c ist gebildet durch einen Durchtritts-Innenrandabschnitt 24a der Polzahnscheiben 24 und einem Außenwandabschnitt 48a des Kerns 48. In dem Freiraum 42c ist auch der Kopf 52a der Schraube 52 aufgenommen.FIG. 2 shows a cross section through the stator 10 from FIG. 1 along the line INI shown in FIG. 1. A core 48 composed of cooling fins 66 and core fins 68 can be seen in FIG. The fins 66 and 68 have through holes 49 and 50, through which a cap screw 52 is passed and screwed into a threaded bore 54 of the stator foot 26. The cap screw 52 and the stator 26 form a clamping means by which the lamellae 66 and 68 are held together. The free space 42 is subdivided into three partial free spaces that communicate with one another in terms of flow technology: a first partial free space 42a is delimited by the stator shell cover 16 and the side of the assembly 20 remote from the rotor. A second partial free space 42b is delimited by inner wall sections of the stator shell 14 near the rotor and near the rotor Edge sections 24e of the pole toothed disks 24 or edge sections 22b of the winding coils 22 near the rotor (see also FIG. 4). A third partial free space 42c is formed by a passage inner edge section 24a of the pole tooth disks 24 and an outer wall section 48a of the core 48. The head 52a of the screw 52 is also accommodated in the free space 42c.
Zur Festlegung der Baueinheit 20 in dem Gehäuse 12 ist an den Innenwänden der Statorschale 14 eine Gießmasse 56 aufgetragen. Die Gießmasse 56 ist nur in einem wandnahen Bereich der Innenwände und des Bodens der Statorschale 14 vorgesehen, wobei die Gießmasse 56 sowohl an den Wickelspulen 22 als auch an den Außenrandabschnitten 24b, 24c und 24d der Polzahnscheiben 24, welche an Innenwänden 14c, 14d und 14e der Statorschale 14 anliegen, anhaftet und diese somit an den Innenwänden 14c, 14d und 14e der Statorschale 14 festlegt. Beispielsweise liegt die Polzahnscheibe 24 von Figur 2 mit ihren geraden Außenrandabschnitten 24b und 24c an den Innenseitenwänden 14c und 14e der Statorschale 14 an und liegt mit ihrem geraden Außenrandabschnitt 24d am Boden 14d der Statorschale 14 an.In order to fix the structural unit 20 in the housing 12, a casting compound 56 is applied to the inner walls of the stator shell 14. The casting compound 56 is only provided in a region of the inner walls and the bottom of the stator shell 14 close to the wall, the casting compound 56 being present both on the winding coils 22 and on the outer edge sections 24b, 24c and 24d of the pole toothed disks 24, which are on the inner walls 14c, 14d and 14e of the stator shell 14, adheres and thus fixes them to the inner walls 14c, 14d and 14e of the stator shell 14. For example, the pole toothed disk 24 from FIG. 2 lies with its straight outer edge sections 24b and 24c against the inner side walls 14c and 14e of the stator shell 14 and lies with its straight outer edge section 24d against the bottom 14d of the stator shell 14.
Ein erster Durchtritts-Außenrandabschnitt 24e der Polzahnscheibe 24 liegt einem ersten gekrümmten Durchtritts-Innenwandabschnitt 14b der Statorschale 14 gegenüber. Auf Grund der unterschiedlichen Krümmung der beiden Abschnitte - der Durchtritts-Außenrandabschnitt weist einen sehr kleinen Krümmungsradius auf, der gerade Durchtritts-Außenrandabschnitt 24e dagegen einen unendlich großen Krümmungsradius - ist im Teil- Freiraum 42b eine Durchtrittsöffnung 25 geschaffen.A first passage outer edge section 24e of the pole toothed disk 24 lies opposite a first curved passage inner wall section 14b of the stator shell 14. Due to the different curvature of the Both sections - the passage outer edge section has a very small radius of curvature, while the straight passage outer edge section 24e has an infinitely large radius of curvature - a passage opening 25 is created in the partial free space 42b.
Alternativ kann der Durchtritts-Außenrandabschnitt der Polzahnscheibe 24 entsprechend dem Durchtritts-Außenrandabschnitt 24e' (siehe in Figur 2 rechts) mit einem größeren, jedoch endlich großen, Krümmungsradius als der ihm gegenüberliegende Durchtritts-Innenwandabschnitt 14b' der Statorschale 14 ausgebildet sein.Alternatively, the passage outer edge section of the pole toothed disk 24 corresponding to the passage outer edge section 24e '(see in FIG. 2 on the right) can be designed with a larger, but finally large, radius of curvature than the passage inner wall section 14b' of the stator shell 14 opposite it.
Anzumerken ist, dass der Statorfuß 26 im Bereich seines Schaftes 26a einen Abschnitt 58 geringeren Querschnitts aufweist, um für das Kühlmittel einen möglichst großen Strömungsquerschnitt im Teil-Freiraum 42a bereitzustellen.It should be noted that the stator foot 26 has a section 58 of smaller cross section in the region of its shaft 26a in order to provide the largest possible flow cross section in the partial free space 42a for the coolant.
In den Figuren 3 und 3A ist im Wesentlichen eine zur Polzahnscheibe 24 von Figur 2 alternative Polzahnscheibe 24" dargestellt. Anstelle von Durchtritts-Außenrandabschnitten, welche, wie in Figur 1 gezeigt ist, zusammen mit der Innenwandabschnitten der Statorschale 14 bzw. einer darauf aufgetragenen ausgehärteten Schicht an Gießmasse 56 eine Durchtrittsöffnung bilden, sind in der Polzahnscheibe 24" Durchtrittsöffnungen 25" vorgesehen, durch die Kühlmedium hindurch treten kann.3 and 3A essentially show a pole toothed disk 24 "which is alternative to the pole toothed disk 24 of FIG. 2. Instead of passage outer edge sections which, as shown in FIG. 1, together with the inner wall sections of the stator shell 14 or a hardened one applied thereon Layer on casting compound 56 form a passage opening, "passage openings 25" are provided in the pole toothed disk 24, through which the cooling medium can pass.
Da die Polzahnscheiben 24 mit dem Kern 48 unmittelbaren Kontakt haben, können die Polzahnscheiben 24 auch zur zusätzlichen Kühlung des Kern 48 herangezogen werden. Um die Kontaktfläche mit dem Kühlfluid zu vergrößern, können die Polzahnscheiben 24 daher jeweils mit einem inneren Kanalsystem versehen sein, durch den das Kühlfluid strömt. Der einfachheithalber kann man die die Polzahnscheiben 24 an drei Seiten berührende Statorschale 14 zur Begrenzung derartiger Kühlkanäle verwenden. Als Beispiel zeigen die Figuren 3 und 3A zwei seitliche Nuten 24a und 24b, die sich in Figur 3 von oben nach unten erstrecken und die durch entsprechende Breitenreduzierung einiger innererSince the pole toothed disks 24 have direct contact with the core 48, the pole toothed disks 24 can also be used for additional cooling of the core 48. In order to enlarge the contact area with the cooling fluid, the toothed pulleys 24 can therefore each be provided with an inner channel system through which the cooling fluid flows. For the sake of simplicity, the stator shell 14 which contacts the toothed pulleys 24 on three sides can be used to limit such cooling channels. As an example, FIGS. 3 and 3A show two lateral grooves 24a and 24b which extend from top to bottom in FIG. 3 and which by correspondingly reducing the width of some internal ones
Polzahnscheibenbleche erzielt werden. Beide Längsnuten 24a und 24b werden nach außen hin durch die Statorschale 14 begrenzt, wobei in Figur 3A noch die vergleichsweise dünne Schicht von Gießmasse 56 an der Innenseite der Statorschale 14 erkenntbar ist.Pol toothed disk plates can be achieved. Both longitudinal grooves 24a and 24b are delimited towards the outside by the stator shell 14, wherein the comparatively thin layer of casting compound 56 on the inside of the stator shell 14 can still be seen in FIG. 3A.
Anstelle jeweils einer Nut 20a bzw. 20b an den beiden Polzahnscheibenseiten können auch mehrere Nuten eingearbeitet sein. Auch können die beiden einander gegenüberliegenden Nuten durch eine Nut im Bodenbereich der Statorschale miteinander verbunden sein.Instead of a respective groove 20a or 20b on the two sides of the toothed disk, several grooves can also be incorporated. The two mutually opposite grooves can also be connected to one another by a groove in the base region of the stator shell.
In Figur 4 ist ein Schnitt entlang Linie IV-IV von Figur 1 durch eine Wickelspule 22 gezeigt. Die dort dargestellte Polzahnscheibe 24 entspricht der in Figur 2 gezeigten, wobei die Polzahnscheibe 24 von Figur 4 Durchtritts-Außenrandabschnitte 24e' aufweist, welche einen größeren Krümmungsradius als die ihnen gegenüberliegenden Durchtritts- Innenwandabschnitte 14b aufweisen.FIG. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 1 through a winding spool 22. The pole toothed disk 24 shown there corresponds to that shown in FIG. 2, the pole toothed disk 24 from FIG. 4 having passage outer edge sections 24e 'which have a larger radius of curvature than the passage inner wall sections 14b opposite them.
In Figur 4 bildet der läuferferne Abschnitt 22a der Wickelspule 22 einen ersten Kühlabschnitt derselben, welcher im Teil-Freiraum 42a von Kühlmittel umströmt und dadurch gekühlt wird. Ein zweiter Kühlabschnitt 22b der Wickelspule 22 ist gebildet durch die zu den zweiten Teil-Freiräumen 42b hinweisenden Wickelspulenabschnitte 22b. Ein dritter Kühlabschnitt 22c der Wickelspule 22 ist im Bereich des dritten Freiraums 42c gebildet. Es handelt sich dabei um einen zur läufernahen Seite des Kerns 48 hinweisenden Wickelspulenabschnitt 22c.In FIG. 4, the section 22a of the winding spool 22 remote from the rotor forms a first cooling section thereof, which is surrounded by coolant in the partial free space 42a and is thereby cooled. A second cooling section 22b of the winding coil 22 is formed by the winding coil sections 22b pointing towards the second partial clearances 42b. A third cooling section 22c of the winding coil 22 is formed in the region of the third free space 42c. This is a winding coil section 22c pointing towards the side of the core 48 near the rotor.
In Figur 5 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators im Längschnitt schematisch abgebildet. In Figur 5 sind gleiche Bauteile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch vermehrt um die Zahl 100. Die in Figur 5 gezeigte Ausführungsform wird im Folgenden nur insoweit beschrieben werden, als sie sich von der in Figur 1 gezeigten unterscheidet. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der Figuren 1 bis 4 verwiesen.A second embodiment of a stator according to the invention is shown schematically in longitudinal section in FIG. In FIG. 5, the same components as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals, but increased by the number 100. The embodiment shown in FIG. 5 will be described in the following only to the extent that it differs from that shown in FIG. Otherwise, reference is made to the description of FIGS. 1 to 4 directed.
Der wesentliche Unterschied zwischen der Ausführungsform von Figur 5 zu der in Figur 1 Gezeigten besteht darin, dass bei dem Stator 110 der zweiten Ausführungsform Gießmasse vom Boden 114a der Statorschale 114 bis zu einer Höhe H in die Statorschale 114 eingefüllt wurde. Dadurch ist lediglich ein einziger Freiraum 142 nahe des Statorschalendeckels 116 auf der läuferfernen Seite des Kerns vorhanden. Der Statorschalendeckel 116 weist nahe seines einen Längsendes einen Kühlmitteleinlaß 136 auf, durch den Kühlmittel in den Freiraum 142 eingeleitet wird. Nahe des anderen Längsendes des Statorschalendeckels 116 ist ein Kühlmittelauslaß 140 vorgesehen, durch den Kühlmittel aus dem Freiraum 142 abgeführt wird. Durch diese Anordnung von Kühlmitteleinlaß 136 und Kühlmittelauslaß 140 kann sicher gestellt werden, dass das Kühlmittel den Freiraum 142 möglichst über seine gesamte Länge durchströmt und dabei Wärme von den Wicklungen aufnimmt.The essential difference between the embodiment of FIG. 5 and that shown in FIG. 1 is that in the stator 110 of the second embodiment, casting compound was filled into the stator shell 114 from the bottom 114a of the stator shell 114 up to a height H. As a result, there is only a single free space 142 near the stator shell cover 116 on the side of the core remote from the rotor. The stator shell cover 116 has a coolant inlet 136 near its one longitudinal end, through which coolant is introduced into the free space 142. A coolant outlet 140 is provided near the other longitudinal end of the stator shell cover 116, through which coolant is discharged from the free space 142. This arrangement of coolant inlet 136 and coolant outlet 140 can ensure that the coolant flows through the free space 142 as far as possible over its entire length and thereby absorbs heat from the windings.
In Figur 6 ist ein Querschnitt längs der Linie Vl-Vl von Figur 5 dargestellt. Dort ist zu erkennen, dass der strichliniert angedeutete, den Freiraum 142 durchsetzende Wickelspulenabschnitt 122a der einzige Kühlabschnitt der Wickelspule 122 ist. Dieser wird von Kühlmittel umströmt und gibt dabei Wärme an dieses ab.FIG. 6 shows a cross section along the line VI-VI of FIG. 5. It can be seen there that the winding coil section 122a, indicated by dashed lines and passing through the free space 142, is the only cooling section of the winding coil 122. The coolant flows around the latter and gives off heat to it.
Es ist weiter zu erkennen, dass die Einfüllhöhe H derart gewählt ist, dass der Kern 148 vollständig von Gießmasse 156 umgeben ist. Dadurch ist der Kern 148 gut gegen Umwelteinflüsse, wie z. B. Feuchtigkeit, geschützt.It can also be seen that the filling height H is selected such that the core 148 is completely surrounded by casting compound 156. As a result, the core 148 is good against environmental influences, such as. B. moisture, protected.
In Figur 7 ist der Aufbau der Kerne 48 oder 148 der beiden in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Stator-Ausführungsformen dargestellt. Figur 7 zeigt drei Kernlamellen-Teilpakete 60, 62 und 64, zwischen welchen Kühllamellen 66 angeordnet sind.FIG. 7 shows the structure of the cores 48 or 148 of the two stator embodiments shown in FIGS. 1 to 6. FIG. 7 shows three core lamella subpackages 60, 62 and 64, between which cooling fins 66 are arranged.
Die Kernlamellen 68 (s. Kernlamellen-Teilpaket 60) und die Kühllamellen 66 weisen die gleiche Dicke auf. Aus Gründen der Anschaulichkeit sind jedoch einzelne Kernlamellen in den Kernlamellenpaketen 60, 62 und 64 nicht dargestellt, sondern lediglich im Kernlamellen-Teilpaket 60 an dessen in Figur 7 rechtem Rand angedeutet.The core fins 68 (see core fins sub-package 60) and the cooling fins 66 have the same thickness. For reasons of clarity, however, individual core lamellae are not shown in the core lamella packs 60, 62 and 64, but rather are only indicated in the core lamella subpackage 60 at the right edge thereof in FIG. 7.
Stellvertretend für die gleichartig ausgebildeten Kernlamellen wird im Folgenden die im Kernlamellen-Teilpaket oben liegende Kernlamelle 68 beschrieben:Representing the core lamellae of the same design, the core lamella 68 above in the core lamella subpackage is described below:
Die Kernlamelle 68 weist drei Durchgangslöcher 50 auf, welche durch eine Schraube, wie etwa die Schraube 52 in Figur 2, im montierten Zustand durchsetzt wird. Darüber hinaus weist die Kernlamelle 68 zwei Verbindungsöffnungen 70 und 72 auf, wobei die Verbindungsöffnung 72 der Kühlmittelzufuhr von Kühlmittel zu den Kühllamellen 66 hin und die Verbindungsöffnung 70 zur Kühlmittelabfuhr von den Kühllamellen 66 weg dient. Die Verbindungsöffnungen 70 und 72 des Kemlamellenteilpakets 60 sind koaxial angeordnet und bilden im paketierten Zustand einen Durchgangskanal 74 bzw. 76.The core lamella 68 has three through holes 50, which is penetrated by a screw, such as the screw 52 in FIG. 2, in the assembled state. In addition, the core lamella 68 has two connection openings 70 and 72, the connection opening 72 serving for the supply of coolant from the coolant to the cooling fins 66 and the connection opening 70 serving for coolant removal from the cooling fins 66. The connection openings 70 and 72 of the core plate sub-package 60 are arranged coaxially and form a through-channel 74 and 76 in the packaged state.
Die Kernlamellen 68 aller Kernlamellen-Teilpakete 60, 62 und 64 weisen in Stapelrichtung S verlaufende im paketierten Zustand mit einander fluchtende Nuten 77, 79 am Außenrand an den Längsendbereichen der langen Seitenränder 78 und 80 auf. Diese Nuten 77, 79 dienen der Aufnahme zweier Keile, um die gestapelten Lamellen relativ zueinander in einer eindeutigen Lage zu fixieren.The core lamellae 68 of all core lamellae subpackages 60, 62 and 64 have grooves 77, 79 running in the stacked state in the packaged state and aligned with one another on the outer edge at the longitudinal end regions of the long side edges 78 and 80. These grooves 77, 79 serve to receive two wedges in order to fix the stacked lamellae in a clear position relative to one another.
Die Kühllamelle 66 weist eine als Langloch 82 ausgebildete Kühlmittelkanalausnehmung auf, welche sich im Wesentlichen in Lamellenlängsrichtung erstreckt. Die z.B. durch Wasserstrahlschneiden erzeugten Langlöcher 82 sind von einem Lamellenmaterialabschnitt 84 umgeben, von welchem aus drei Nasen 86 in das Langloch 82 hinein ragen. Die Nasen 86 weisen Durchgangslöcher 49 auf, welche im montierten Zustand mit den Durchgangslöchern 50 der Kernlamellen 68 fluchten und durch die gleiche Schraube 52 durchsetzt werden.The cooling fin 66 has a coolant channel recess in the form of an elongated hole 82, which extends essentially in the longitudinal direction of the fin. The elongated holes 82, for example produced by water jet cutting, are surrounded by a lamella material section 84, from which three lugs 86 protrude into the elongated hole 82. The lugs 86 have through holes 49 which, in the assembled state, are aligned with the through holes 50 of the core lamella 68 and be penetrated by the same screw 52.
Das oberste Kernlamellen-Teilpaket 64, welches in montiertem Zustand das läufernächste ist, weist als oberste Lamelle 90 eine Decklamelle 90 auf, die im Wesentlichen der Kernlamelle 68 entspricht. Im Gegensatz zur Kernlamelle 68 weist die Decklamelle 90 jedoch keine Verbindungsöffnungen auf. An der Decklamelle 90 liegt in montiertem Zustand der Schraubenkopf 52a der die Durchgangsöffnungen 50 und 49 durchsetzenden Schrauben auf.The uppermost core lamella subpackage 64, which in the assembled state is closest to the rotor, has a top lamella 90 as the top lamella 90, which essentially corresponds to the core lamella 68. In contrast to the core lamella 68, however, the cover lamella 90 has no connection openings. In the assembled state, the screw head 52a of the screws passing through the through openings 50 and 49 lies on the cover plate 90.
Der in Figur 7 gezeigte Kern wird ähnlich einem Heizkörper durchströmt, d.h. Kühlmittel tritt durch die Verbindungsöffnungen 72 ein, strömt parallel durch die Langlöcher 82, in Figur 7 beispielsweise von rechts nach links, zur Kühlmittelabfuhrseite hin und wird durch die Verbindungsöffnungen 70 abgeführt.The core shown in Figure 7 is flowed through like a radiator, i.e. Coolant enters through the connection openings 72, flows in parallel through the elongated holes 82, for example from right to left in FIG. 7, to the coolant discharge side and is discharged through the connection openings 70.
In Figur 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Kerns mit einer darin vorgesehenen Kühlmittelbahn dargestellt. Gleiche Bauteile und Elemente wie in Figur 7 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch vermehrt um die Zahl 200. Die Ausführungsform der Figur 8 wird nur insoweit erläutert, als sie sich von der in Figur 7 Gezeigten unterscheidet.FIG. 8 shows a second embodiment of a core with a coolant path provided therein. The same components and elements as in FIG. 7 are provided with the same reference numerals, but increased by the number 200. The embodiment in FIG. 8 is only explained to the extent that it differs from that shown in FIG.
Bei der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform wird Kühlmittel durch den Durchgangskanal 276 des Kernlamellen-Teilpakets 260 hindurch zu der in Figur 8 unteren Kühllamelle 266 geleitet. In der Kühlmittelkanalausnehmung der in Figur 8 unteren Kühllamelle 266 strömt das Kühlmedium vom rechten zum linken Längsende der Kühllamelle. Bei dem in Fig. 8 untersten Kernlamellen-Teilpaket 260 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform von Fig. 7 an dem Längsende (linkes Längsende in Figur 8), welches dem den Durchgangskanal 276 aufweisenden Längsende entgegengesetzt ist, keine Verbindungsöffnung vorgesehen. Dagegen ist in dem zwischen der unteren und der oberen Kühllamelle 266 gelegenen Kernlamellen-Teilpaket 262 ein Durchgangskanal 292 in dem in Figur 8 linken Längsendbereich des Kernlamellen-Teilpakets 262 vorgesehen, d.h. der Durchgangskanal 292 ist orthogonal zur Verbindungsöffnung-Durchströmungsrichtung D mit möglichst großem Versatz zum Durchgangskanal 276 des in Stapelrichtung S vorhergehenden Lamellen-Teilpakets 260 angeordnet.In the embodiment shown in FIG. 8, coolant is passed through the passage 276 of the core lamella subpackage 260 to the lower cooling lamella 266 in FIG. In the coolant channel recess of the lower cooling fin 266 in FIG. 8, the cooling medium flows from the right to the left longitudinal end of the cooling fin. In contrast to the embodiment of FIG. 7, the lowest core lamella subpackage 260 in FIG. 8 has no connection opening at the longitudinal end (left longitudinal end in FIG. 8), which is opposite the longitudinal end having the through-channel 276. In contrast, in the core lamella subpackage 262 located between the lower and the upper cooling lamella 266 there is a through channel 292 in the left end region of FIG Core lamella sub-package 262 is provided, ie the through-channel 292 is arranged orthogonally to the connection opening flow direction D with the greatest possible offset to the through-channel 276 of the lamella sub-package 260 preceding in the stacking direction S.
In der in Fig. 8 oberen Kühllamelle 266 strömt das Kühlmittel in der Kühlmittelkanalausnehmung 282 im Vergleich zurIn the upper cooling fin 266 in FIG. 8, the coolant flows in the coolant channel recess 282 in comparison to FIG
Kühlmittelströmungsrichtung der unteren Kühllamelle 266 in der entgegengesetzten Richtung. Die Kühlmittelkanalausnehmung 282 der oberen Kühllamelle 266 ist an ihrem rechten Längsende über die Kühlmittelkanalausnehmung der unteren Kühllamelle 266 hinausreichend ausgeführt. Das Kühlmittel wird von der oberen Kühllamelle 266 durch einen Durchgangskanal 294 weggeführt, welcher in dem Kernlamellen-Teilpaket 262 in Strömungsverbindung mit der Kühlmittelkanalausnehmung 282 der oberen Kühllamelle 266 durch fluchtende Übereinanderanordnung von Verbindungsöffnungen einzelner Kernlamellen gebildet ist. An diesen Durchgangskanal 294 schließt sich an der unteren Kühllamelle 266 eine Durchgangsöffnung 296 und an dem unteren Kernlamellen-Teilpaket ein Durchgangskanal 274 an. An die Durchgangskanäle 274 und 276 des Kernlamellen-Teilpakets 260 können, wenn es sich dabei um das in Stapelrichtung S erste Kernlamellen-Teilpaket handelt, die Kühlmittelkanalzufuhr- bzw. die Kühlmittelkanalabfuhrleitung angeschlossen sein.Coolant flow direction of lower cooling fin 266 in the opposite direction. The coolant channel recess 282 of the upper cooling fin 266 is designed at its right longitudinal end to extend beyond the coolant channel recess of the lower cooling fin 266. The coolant is led away from the upper cooling fin 266 through a through channel 294, which is formed in the core fin partial package 262 in flow connection with the coolant channel recess 282 of the upper cooling fin 266 by aligning connection openings of individual core fins in alignment. This through-channel 294 is followed by a through-opening 296 on the lower cooling lamella 266 and a through-channel 274 on the lower core lamella sub-package. The coolant channel supply line and the coolant channel discharge line can be connected to the through channels 274 and 276 of the core lamella subpackage 260, if this is the first core lamella subpackage in the stacking direction S.
Bei dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsform handelt es sich im Gegensatz zu der in Figur 7 Gezeigten, bei welcher die Kühlmittelkanalausnehmungen 82 der Kühllamellen parallel durchstörmt werden, um eine strömungstechnische Reihenschaltung der im Kern vorhandenen Kühllamellen. In contrast to the embodiment shown in FIG. 7, in which the coolant channel recesses 82 of the cooling fins are blown in parallel, the embodiment shown in FIG. 8 is a fluidic series connection of the cooling fins present in the core.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Stator für einen Linearmotor oder Lineargenerator, umfassend: - einen Kern (48; 148), und eine Mehrzahl von Wickelspulen (22; 122), welche mit jeweils wenigstens einem Wickelspulenabschnitt wenigstens einer Seite des Kerns (48; 148) zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kern (48; 148) wenigstens eine Kühlmittelbahn (74, 76, 82; 274, 276, 282, 292,1. A stator for a linear motor or linear generator, comprising: a core (48; 148) and a plurality of winding coils (22; 122), each of which faces at least one winding coil section on at least one side of the core (48; 148), characterized in that in the core (48; 148) at least one coolant path (74, 76, 82; 274, 276, 282, 292,
294, 296) zur Kühlung des Kerns (48; 148) vorgesehen ist.294, 296) for cooling the core (48; 148) is provided.
2. Stator für einen Linearmotor oder Lineargenerator nach Anspruch 1 , wobei der Kern (48; 148) als Lamellenpaket aus ferromagnetischen Lamellen (66, 68; 266, 268) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Lamellen (66, 68; 266, 268) als Kühllamellen (66; 266) ausgebildet ist, welche jeweils wenigstens eine zumindest abschnittsweise in der Lamellenebene verlaufende und zumindest in der Lamellenebene von Lamellenmaterial (84; 284) umgebene Kühlmittelkanalausnehmung (82; 182) aufweisen.2. Stator for a linear motor or linear generator according to claim 1, wherein the core (48; 148) is designed as a plate pack made of ferromagnetic plates (66, 68; 266, 268), characterized in that at least part of the plates (66, 68 ; 266, 268) is designed as cooling fins (66; 266), each of which has at least one coolant channel recess (82; 182) which extends at least in sections in the fins plane and is surrounded at least in the fins plane by fin material (84; 284).
3. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderer Teil der Lamellen3. Stator according to claim 2, characterized in that another part of the fins
(66, 68; 266, 268) als massive Kernlamellen (68) ausgebildet ist, wobei die Kernlamellen (68) wenigstens eine Verbindungsöffnung (70, 72; 270, 272) zur Kühlmittelzufuhr oder -abfuhr zu den Kühllamellen (66; 266) hin beziehungsweise von diesen weg aufweisen.(66, 68; 266, 268) is designed as a solid core fins (68), the core fins (68) having at least one connecting opening (70, 72; 270, 272) for supplying or removing coolant to the cooling fins (66; 266) or have away from them.
4. Stator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung (82; 282) als Langloch (82) oder Langnut ausgebildet ist.4. Stator according to claim 2 or 3, characterized in that the at least one Coolant channel recess (82; 282) is designed as an elongated hole (82) or elongated groove.
5. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Langloch (82; 282) oder die5. Stator according to claim 4, characterized in that the elongated hole (82; 282) or the
Langnut in der Lamellenebene mehrfach abgewinkelt, vorzugsweise mäanderförmig, ausgebildet ist.Long groove in the lamella plane is angled several times, preferably meandering.
6. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein die wenigstens eine6. Stator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the at least one
Kühlmittelkanalausnehmung (82; 282) umgebender Lamellenabschnitt (84; 284) zumindest abschnittsweise zur Festlegung der Kühllamelle (66; 266) in dem Lamellenpaket ausgebildet ist.Lamella section (84; 284) surrounding the coolant channel recess (82; 282) is formed at least in sections to fix the cooling lamella (66; 266) in the disk pack.
7. Stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung (82; 282) umgebende Lamellenabschnitt (84; 284) wenigstens eine in die wenigstens eine Kühlmittelkanalausnehmung (82; 282) ragende Nase (86;7. Stator according to claim 6, characterized in that the lamella section (84; 284) surrounding the at least one coolant channel recess (82; 282) has at least one nose (86; 28) projecting into the at least one coolant channel recess (82; 282).
286) mit einer Durchgangsöffnung (49; 249) aufweist.286) with a through opening (49; 249).
8. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelbahn in Stapelrichtung (S) des Lamellenpakets zumindest abschnittsweise mäanderförmig durch den Kern (48; 148) geführt ist.8. Stator according to one of claims 2 to 7, characterized in that the coolant path in the stacking direction (S) of the plate pack is at least partially meandered through the core (48; 148).
9. Stator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kern (48; 148) in9. Stator according to claim 8, characterized in that in the core (48; 148) in
Stapelrichtung (S) des Lamellenpakets Kühllamellen (66) zwischen Kernlamellen (60, 62, 64, 68; 260, 262, 264, 268) angeordnet sind und die wenigstens eine Verbindungsöffnung (272) einer ersten Kernlamelle (268) bezüglich der wenigstens einen Verbindungsöffnung (292) einer in Stapelrichtung (S) des Lamellenpakets unmittelbar folgenden zweiten Kernlamelle (bei 262), welche durch wenigstens eine Kühllamelle (266) von der ersten Kernlamelle (268) getrennt ist, in einer Lamellenebenenrichtung, vorzugsweise im Wesentlichen in Lamellen-Längsrichtung, besonders bevorzugt zu entgegengesetzten Endbereichen des Kerns (48; 148) hin, versetzt angeordnet ist.The stacking direction (S) of the fin package cooling fins (66) are arranged between core fins (60, 62, 64, 68; 260, 262, 264, 268) and the at least one connection opening (272) a first core lamella (268) with respect to the at least one connecting opening (292) of a second core lamella (at 262) immediately following in the stacking direction (S) of the lamella package, which is separated from the first core lamella (268) by at least one cooling lamella (266) is arranged offset in a slat plane direction, preferably essentially in the slat longitudinal direction, particularly preferably towards opposite end regions of the core (48; 148).
10. Stator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kern (48; 148) in Stapel richtung (S) des Lamellenpakets Kernlamellen-Teilpakete (60, 62, 64; 260, 262, 264) vorgesehen sind, wobei die wenigstens eine Verbindungsöffnung (70, 72; 270, 272) von10. Stator according to claim 9, characterized in that in the core (48; 148) in the stacking direction (S) of the lamellar core core lamellar sub-packages (60, 62, 64; 260, 262, 264) are provided, the at least one Connection opening (70, 72; 270, 272) from
Kernlamellen (68; 268) eines Kernlamellen-Teilpakets (60; 260, 262) wenigstens einen Durchgangskanal (74, 76; 274, 276, 292, 294) bilden.Core lamellae (68; 268) of a core lamella subpackage (60; 260, 262) form at least one through channel (74, 76; 274, 276, 292, 294).
11. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kern (48) Kühlmittelkanalausnehmungen (82) von Kühllamellen (66) zumindest abschnittsweise in strömungstechnischer Parallelschaltung angeordnet sind.11. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that in the core (48) coolant channel recesses (82) of cooling fins (66) are arranged at least in sections in fluidic parallel connection.
12. Stator nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass Kernlamellen (68; 268) jeweils wenigstens zwei Verbindungsöffnungen (70, 72; 272, 274) aufweisen, wobei wenigstens eine (72) als Kühlmittelzufuhr- und wenigstens eine weitere (70) als Kühlmittelabfuhr-12. The stator according to claim 11, characterized in that core laminations (68; 268) each have at least two connecting openings (70, 72; 272, 274), at least one (72) as coolant supply and at least one further (70) as coolant discharge -
Verbindungsöffnung vorgesehen ist.Connection opening is provided.
13. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (48; 148) Kühllamellen-Teilpakete umfasst.13. Stator according to one of claims 2 to 12, characterized in that the core (48; 148) comprises cooling lamella subpackages.
14. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Kühllamellen (66; 266) und14. Stator according to one of claims 2 to 13, characterized in that cooling fins (66; 266) and
Kernlamellen (68; 268) die gleiche Dicke und vorzugsweise das gleiche Material aufweisen und besonders bevorzugt aus den gleichen Lamellenrohlingen gefertigt sind.Core lamellae (68; 268) have the same thickness and preferably the same material and are particularly preferably made from the same lamella blanks.
15. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelspulen (22; 122) den Kern (48; 148) derart umgeben, dass ihre jeweiligen Wicklungsebenen (WE) zur Kernlängsrichtung (L) im Wesentlichen orthogonal orientiert sind, wobei vorzugsweise zwischen benachbarten Wickelspulen (22; 122)15. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the winding coils (22; 122) surround the core (48; 148) in such a way that their respective winding planes (WE) are oriented essentially orthogonally to the core longitudinal direction (L), preferably between adjacent winding coils (22; 122)
Polzahnscheiben (24; 124) angeordnet sind.Pole toothed disks (24; 124) are arranged.
16. Stator nach Anspruch 6 oder 7, gewünschtenfalls mit weiteren16. Stator according to claim 6 or 7, if desired with further
Merkmalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (48; 148) wenigstens eine von einem Spannmittel (52, 26; 152, 126), wie etwa einer Schrauben-Mutter-Kombination, durchsetzte Durchgangsöffnung (49, 50; 149, 150; 249, 250) aufweist.Features according to one of the preceding claims, characterized in that the core (48; 148) at least one through opening (49, 50; 149) penetrated by a clamping means (52, 26; 152, 126), such as a screw-nut combination , 150; 249, 250).
17. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kern (48; 148) wenigstens ein Statorfuß (26; 126) montiert ist.17. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that at least one stator foot (26; 126) is mounted on the core (48; 148).
18. Stator nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (52, 26; 152,18. Stator according to claim 16 and 17, characterized in that the clamping means (52, 26; 152,
126) von einer den Kern (48; 148) im Wesentlichen in126) of a the core (48; 148) essentially in
Stapelrichtung (S) durchsetzenden Kopfschraube (52; 152) und dem Statorfuß (26; 126) gebildet ist, in welchen die Kopfschraube (52; 152) eingedreht ist.Stacking direction (S) penetrating head screw (52; 152) and the stator foot (26; 126) is formed, in which the Cap screw (52; 152) is screwed in.
19. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kern (48; 148), vorzugsweise über Kemlamellen-Verbindungsöffnungen (74, 76;19. Stator according to one of claims 2 to 18, characterized in that on the core (48; 148), preferably via core lamella connecting openings (74, 76;
274, 276), wenigstens eine Kühlmittelzufuhr- und wenigstens eine Kühlmittelabfuhrleitung angeschlossen ist.274, 276), at least one coolant supply and at least one coolant discharge line is connected.
20. Stator nach Anspruch 19, gewünschtenfalls mit weiteren Merkmalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Baueinheit (20; 120) aus Kern (48; 148), Wickelspulen (22; 122), vorzugsweise wenigstens einem Statorfuß (26; 126), wenigstens einer Kühlmittelzufuhrieitung (32; 132) und wenigstens einer Kühlmittelabfuhrleitung (34; 134), vorzugsweise einschließlich von Polzahnscheiben (24; 124), von einem Statorgehäuse (12; 112) umgeben und in diesem durch ausgehärtete Gießmasse (56; 156) festgelegt ist.20. Stator according to claim 19, if desired with further features according to one of the preceding claims, characterized in that a structural unit (20; 120) made of core (48; 148), winding coils (22; 122), preferably at least one stator foot (26; 126), at least one coolant supply line (32; 132) and at least one coolant discharge line (34; 134), preferably including pole tooth disks (24; 124), surrounded by a stator housing (12; 112) and in this by hardened casting compound (56; 156 ) is set.
21. Stator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (12; 112) durch eine Statorschale (14; 114) und eine diese bedeckenden Statorschalendeckel (16; 116) gebildet ist.21. Stator according to claim 20, characterized in that the stator housing (12; 112) is formed by a stator shell (14; 114) and a stator shell cover (16; 116) covering it.
22. Stator nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (12; 112) mit wenigstens einer Zugentlastungsvorrichtung (28, 30; 128, 130) ist, für die wenigstens eine Kühlmittelzufuhrieitung (32; 132) und die wenigstens eine Kühlmittelabfuhrleitung (34; 134), und/oder die elektrischen Leitungen versehen ist.22. The stator according to claim 21, characterized in that the stator housing (12; 112) with at least one strain relief device (28, 30; 128, 130), for the at least one coolant supply line (32; 132) and the at least one coolant discharge line (34 ; 134), and / or the electrical lines are provided.
23. Stator nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgehärtete Gießmasse (56; 156) die Baueinheit (20; 120) zumindest abschnittsweise mit Innenwandbereichen (14c, 14e) des Statorgehäuses (12; 112) verbindet, wobei das von der Baueinheit (20; 120) und der ausgehärteten Gießmasse (56; 156) eingenommene Raumvolumen kleiner als das von dem Statorgehäuse (12; 112) begrenzte Innenraumvolumen ist, so dass im Inneren des Statorgehäuses (12; 112) ein Freiraum (42, 42a, 42b, 42c; 142) als Durchflussraum (42, 42a, 42b, 42c; 142) für ein Kühlmittel verbleibt, durch welchen ein Kühlmittel durchleitbar ist.23. Stator according to one of claims 20 to 22, characterized in that the cured casting compound (56; 156) connects the structural unit (20; 120) at least in sections to inner wall regions (14c, 14e) of the stator housing (12; 112), the occupancy taken up by the structural unit (20; 120) and the hardened casting compound (56; 156) Space volume is smaller than the interior volume delimited by the stator housing (12; 112), so that in the interior of the stator housing (12; 112) there is a free space (42, 42a, 42b, 42c; 142) as a flow space (42, 42a, 42b, 42c) ; 142) remains for a coolant through which a coolant can be passed.
24. Stator nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlabschnitte (22a, 22b, 22c; 122a) der Wickelspulen (22; 122) derart in den Durchflussraum (42, 42a, 42b, 42c; 142) ragen oder diesen durchsetzen, dass sie in Kontakt mit dem Kühlmittel bringbar sind.24. The stator according to claim 23, characterized in that cooling sections (22a, 22b, 22c; 122a) of the winding coils (22; 122) protrude into or pass through the flow space (42, 42a, 42b, 42c; 142) such that they can be brought into contact with the coolant.
25. Stator nach Anspruch 24 unter Rückbeziehung auf Anspruch 21 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine läufernahe Seite des Kerns dem Boden (114d) der Statorschale (114) und eine läuferferne Seite des Kerns der Statorschalenöffnung (15; 115) zugewandt sind, wobei Gießmasse (56; 156) vom Boden (114d) der Statorschale (114) aus bis zu einer Höhe (H) unterhalb der Statorschalenöffnung (115) derart eingefüllt ist, dass jeweils wenigstens ein Teil der um die läuferferne Seite des Kerns (148) herumgeführten Wickelspulenabschnitte (122a) die Kühlabschnitte (122a) bilden.25. The stator according to claim 24 with reference to claims 21 and 15, characterized in that a rotor-near side of the core faces the bottom (114d) of the stator shell (114) and a rotor-far side of the core of the stator shell opening (15; 115), wherein Casting compound (56; 156) is filled in from the bottom (114d) of the stator shell (114) to a height (H) below the stator shell opening (115) in such a way that in each case at least a part of the core (148) which is remote from the rotor Winding coil sections (122a) form the cooling sections (122a).
26. Stator nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (148) an allen seinen26. Stator according to one of claims 20 to 25, characterized in that the core (148) at all of its
Längsseiten, vorzugsweise auch an seinen Stirnflächen, von Gießmasse (156) umgeben ist. Long sides, preferably also on its end faces, is surrounded by casting compound (156).
27. Stator nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Gießmasse (56) lediglich in einem wandnahen Bereich von Innenwänden (14c, 14e) des Statorgehäuses (12) aufgetragen ist, so dass zumindest ein Teil von zu Innenwänden (14c, 14e) des Statorgehäuses (12) hinweisenden Wickelspulenabschnitten von Gießmasse (56) benetzt ist und zumindest ein Teil von zum Kern (48) hinweisenden Wickelspulenabschnitten (22c) oder/und von zwischen Innenwänden (14c, 14e) des Statorgehäuses (12) verlaufenden Wickelspulenabschnitten (22a) als Kühlabschnitte27. Stator according to one of claims 20 to 25, characterized in that the casting compound (56) is applied only in a region of the inner walls (14c, 14e) of the stator housing (12) close to the wall, so that at least part of the inner walls (14c, 14e) of the stator housing (12) pointing winding coil sections is wetted by casting compound (56) and at least part of winding coil sections (22c) pointing towards the core (48) or / and of winding coil sections (12c) between the inner walls (14c, 14e) of the stator housing (12). 22a) as cooling sections
(22a, 22c) in den Durchflussraum (42c) ragt oder diesen durchsetzt.(22a, 22c) protrudes into or passes through the flow space (42c).
28. Stator nach einem der Ansprüche 20 bis 27 unter Rückbeziehung auf Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Statorfuß (26) einen Abschnitt (58) verringerten Querschnitts im Bereich des Durchflussraums (42a) aufweist.28. Stator according to one of claims 20 to 27 with reference to claim 17, characterized in that the at least one stator foot (26) has a section (58) of reduced cross-section in the region of the flow space (42a).
29. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen entlang dem Kern verlaufenden Wickelspulenabschnitten benachbarter29. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that between adjacent winding coil sections running along the core
Wickelspulen (22; 122) Polzahnscheiben (24; 124) angeordnet sind, welche Durchtrittsöffnungen (25") aufweisen oder/und Durchtrittsöffnungen (25, 25') mit dem Statorgehäuse (12) oder/und mit dem Kern (48) bilden.Winding coils (22; 122), pole tooth disks (24; 124) are arranged, which have passage openings (25 ") and / or form passage openings (25, 25 ') with the stator housing (12) or / and with the core (48).
30. Stator nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Durchtritts- Außenrandabschnitt (24e, 24e') der Polzahnscheiben (24) einem30. Stator according to claim 29, characterized in that at least one passage outer edge section (24e, 24e ') of the pole toothed disks (24) one
Durchtritts-Innenwandabschnitt (14b, 14b') des Statorgehäuses (12) mit Abstand gegenüberliegt, wobei der Durchtritts- Außenrandabschnitt (24e, 24e') bezüglich diesem benachbarter Außenrandabschnitte zurückgesetzt ist oder/und ein Krümmungsradius des Durchtritts-Außenrandabschnitts (24e, 24e') einen anderen Wert aufweist als ein Krümmungsradius des Durchtritts-Innenwandabschnitts (14b, 14b").Passage inner wall section (14b, 14b ') of the stator housing (12) is opposite at a distance, the passage outer edge section (24e, 24e') being more adjacent with respect to the latter Outer edge sections is reset or / and a radius of curvature of the passage outer edge section (24e, 24e ') has a different value than a radius of curvature of the passage inner wall section (14b, 14b ").
31. Stator nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Durchtritts- Innenrandabschnitt (24a) der Polzahnscheiben (24) Durchtritts- Außenwandabschnitten des Kerns (48) mit Abstand gegenüberliegen, wobei der Durchtritts-Innenrandabschnitt (24a) bezüglich diesem benachbarter Außenrandabschnitte zurückgesetzt ist oder/und ein Krümmungsradius des Durchtritts- Außenrandabschnitts einen anderen Wert aufweist als ein Krümmungsradius des Durchtritts-Innenwandabschnitts.31. Stator according to claim 29 or 30, characterized in that at least one passage inner edge section (24a) of the pole tooth disks (24) opposite passage outer wall sections of the core (48), the passage inner edge section (24a) with respect to this adjacent outer edge sections is reset or / and a radius of curvature of the passage outer edge section has a different value than a radius of curvature of the passage inner wall section.
32. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel flüssig, vorzugsweise ein Kühlöl, ist.32. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant is liquid, preferably a cooling oil.
33. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Polzahnscheiben mit wenigstens einer Kühlmittelbahn zur Polzahnscheiben-Kühlung versehen ist.33. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the pole toothed disks is provided with at least one coolant path for cooling the toothed disk.
34. Stator nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelbahn von einer Außennut (24a, 24b) der Polzahnscheiben (24) gebildet ist.34. Stator according to claim 33, characterized in that the coolant path is formed by an outer groove (24a, 24b) of the pole toothed disks (24).
35. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere unter Rückbeziehung auf Anspruch 23, wobei eine35. Stator according to one of the preceding claims, in particular with reference to claim 23, wherein one
Baugruppe aus Kern, Wickelspulen, vorzugsweise einschließlich von Polzahnscheiben, von einem Statorgehäuse umgeben und in diesem durch ausgehärtete Gießmasse festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießmasse einen Klebstoff umfasst, vorzugsweise ein Klebstoff ist, welcher zwischen wenigstens einem Innenflächenabschnitt des Statorgehäuses und wenigstens einen diesem Innenflächenabschnitt im montierten Zustand gegenüberliegendem Außenflächenabschnitt der Baueinheit im Inneren des Statorgehäuses vorgesehen ist.Assembly of core, winding coils, preferably including pole tooth disks, surrounded by a stator housing and fixed in it by hardened casting compound, characterized in that the casting compound comprises an adhesive, preferably an adhesive, which is provided between at least one inner surface section of the stator housing and at least one outer surface section of the assembly opposite this inner surface section in the interior of the stator housing.
36. Verfahren zur Kühlung eines Stators für einen Linearmotor oder Lineargenerator, umfassend: - einen Kern (48; 148), und eine Mehrzahl von Wickelspulen (22; 122), welche mit jeweils wenigstens einem Wickelspulenabschnitt wenigstens einer Seite des Kerns (48; 148) zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt eines36. A method for cooling a stator for a linear motor or linear generator, comprising: - a core (48; 148), and a plurality of winding coils (22; 122), each having at least one winding coil section on at least one side of the core (48; 148 ) are facing, characterized in that the method comprises the step of a
Durchleitens von Kühlmittel durch den Stator, insbesondere durch den Kern, umfasst.Passing coolant through the stator, in particular through the core.
37. Verfahren zur Herstellung eines Stators mit einem Statorgehäuse und mit einer in dem Statorgehäuse vorgesehenen und mit diesem durch ausgehärtete Gießmasse adhäsiv verbundenen Statorbaugruppe, wobei das von der Statorbaueinheit und der Gießmasse eingenommene Raumvolumen kleiner ist als das von dem Statorgehäuse begrenzte Innenraumvolumen, insbesondere zur Herstellung eines Stators nach einem der Ansprüche 1 bis 35, insbesondere unter Rückbeziehung auf Anspruch 23, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Einsetzen der Statorbaugruppe in das Statorgehäuse, b) Einfüllen von Gießmasse in das Statorgehäuse, c) gewünschtenfalls Abdichten des Statorgehäuses, d) Orientieren des Statorgehäuses mit Statorbaugruppe derart, dass die eingefüllte und noch fließfähige Gießmasse unter Einfluss der Schwerkraft einen gewünschten Innenflächenbereich des Statorgehäuses benetzt, und e) Aushärten lassen der Gießmasse, sowie f) gewünschtenfalls wiederholen der Schritte b) bis e).37. Method for producing a stator with a stator housing and with a stator assembly provided in the stator housing and adhesively connected to it by hardened casting compound, the space volume occupied by the stator assembly and the casting compound being smaller than the interior volume delimited by the stator housing, in particular for production of a stator according to one of claims 1 to 35, in particular with reference to claim 23, the method comprising the following steps: a) inserting the stator assembly into the stator housing, b) pouring casting compound into the stator housing, c) sealing the stator housing if desired, d) Orienting the stator housing with the stator assembly in such a way that the filled and still flowable Casting compound wets a desired inner surface area of the stator housing under the influence of gravity, and e) allow the casting compound to harden, and f) repeat steps b) to e) if desired.
38. Verfahren zur Herstellung eines Stators mit einem38. Method of manufacturing a stator with a
Statorgehäuse und mit einer in dem Statorgehäuse vorgesehenen und mit diesem durch ausgehärtete Gießmasse adhäsiv verbundenen Statorbaugruppe, wobei das von derStator housing and with a stator assembly provided in the stator housing and adhesively connected to it by hardened casting compound, which of the
Statorbaueinheit und der Gießmasse eingenommene Raumvolumen kleiner ist als das von dem Statorgehäuse begrenzte Innenraumvolumen, insbesondere zur Herstellung eines Stators nach einem der Ansprüche 1 bis 35, bevorzugt eines Stators nach Anspruch 25, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:Stator assembly and the casting volume occupied space is smaller than the interior volume delimited by the stator housing, in particular for producing a stator according to one of claims 1 to 35, preferably a stator according to claim 25, the method comprising the following steps:
Auftragen von Gießmasse, insbesondere von Klebstoff, auf wenigstens einen der Flächenbereiche:Applying casting compound, in particular adhesive, to at least one of the surface areas:
Innenflächenbereich des Statorgehäuses und Außenflächenbereich der Statorbaugruppe, insbesondere von wenigstens einer der Komponenten der Statorbaugruppe: Wickelspulen und Polzahnscheiben, Einsetzen der Statorbaugruppe in das Statorgehäuse und Aushärten lassen der aufgetragenen Gießmasse, insbesondere des aufgetragenen Klebstoffs, gewünschtenfalls Ausführung der Schritte b) bis f) des Anspruchs 17. Inner surface area of the stator housing and outer surface area of the stator assembly, in particular of at least one of the components of the stator assembly: winding coils and pole toothed disks, insertion of the stator assembly into the stator housing and curing of the applied casting compound, in particular of the applied adhesive, if necessary carrying out steps b) to f) of the claim 17th
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