WO2020025358A1 - Cooling of an electrical machine - Google Patents

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WO2020025358A1
WO2020025358A1 PCT/EP2019/069516 EP2019069516W WO2020025358A1 WO 2020025358 A1 WO2020025358 A1 WO 2020025358A1 EP 2019069516 W EP2019069516 W EP 2019069516W WO 2020025358 A1 WO2020025358 A1 WO 2020025358A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling jacket
housing
section
channels
fluid
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/069516
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen Bäuerle
Khalid Jafoui
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2020025358A1 publication Critical patent/WO2020025358A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets

Definitions

  • the present invention relates to the cooling of an electrical machine.
  • the invention relates to a fluid cooling for a machine that can be used as a traction drive for a motor vehicle.
  • a motor vehicle comprises an electrical machine as a drive motor.
  • the electrical machine can represent the sole drive or form one of several drive machines.
  • Another drive engine can be designed in particular as an internal combustion engine.
  • the electrical machine can heat up considerably during operation, so that active cooling is advantageous.
  • a cooling fluid can be passed to heated positions on the machine in order to absorb and remove excess heat. It has been shown that uniform cooling of the electrical machine is preferable to cooling thermally stressed points.
  • DE 10 2014 204 816 A1 relates to an electrical machine with a cooling element.
  • a cooling fluid is guided in a cooling jacket in channels around the electrical machine.
  • An object of the present invention is to provide an improved technique for uniformly cooling an electrical machine.
  • the invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims.
  • Sub-claims reflect particularly preferred embodiments.
  • a cylindrical electrical machine comprises an axis of rotation and is designed to be received in a cylindrical recess in a housing.
  • a cooling jacket for the electrical machine is set up to lie in an annular gap between the machine and the housing.
  • the cooling jacket comprises an inlet area for a fluid; an outlet area for a fluid; a plurality of webs which are designed such that a channel for guiding fluid from the inlet area to the outlet area is located between adjacent webs. forms is; wherein the channels in a first section extend axially offset in the circumferential direction about the axis of rotation in the direction of the outlet region; and run in a fan-shaped or star-shaped manner from the inlet area to the first section in a second section.
  • the electrical machine can be cooled evenly improved by means of the fluid. Areas well below average (“hot spots”) can be avoided. The electrical machine can thus be loaded up to its performance limit in an improved manner, without the occurrence of selective thermal damage.
  • the electrical machine can be part of a drive train of a motor vehicle.
  • the motor vehicle can in particular be designed as a sports vehicle for racing.
  • the channels can be delimited radially on the inside by the cooling jacket and radially on the outside by the housing. Coolant can thus be kept away from the electrical machine, at the same time heat transfer of the fluid from or to the housing can be improved.
  • the housing By using the housing as a boundary of the channels, a mass of the cooling jacket can be reduced.
  • a gap can be formed between ends of the webs, the gaps preferably being dimensioned such that flow velocities in the channels are essentially the same.
  • the gaps can act in the manner of a nozzle or orifice and oppose the fluid to a predetermined flow resistance. The flow rate of the fluid can be adjusted well over the gap width.
  • a guide web is provided in the second section in a channel, which divides the channel into two subchannels.
  • the subchannels extend side by side and are essentially offset from one another about the axis of rotation on a lateral surface.
  • the subchannels run parallel to one another and are brought together again in the channel at the end of such a guide bridge.
  • the guide web forms two gaps in the inlet area with the webs that delimit the channel, which are dimensioned such that flow speeds in the subchannels are essentially the same. If several guide ribs are provided in different channels, the fluid from the inlet region can first pass the first gap described above between two ribs, and then two second gaps, which are each formed between a rib and the guide rib.
  • the first distances of the first column from the inlet area can be the same.
  • Second distances of the second column from the inlet area can also be the same, the second distances usually being greater than the first distances.
  • the guide web can extend in a circumferential direction on a predetermined part of the first section. This allows further guidance and calming of the fluid in the channel.
  • the subchannels can act as a flow obstacle, so that the flow velocity in the channel can be delicately influenced over the length of the subchannels.
  • the outlet area can be close to an axial end of the cooling jacket, the ends of adjacent webs in the second section being offset axially in the same direction and in the circumferential direction.
  • the webs running in the circumferential direction can end in a step-like manner.
  • An area in which there is little or circular flow can be avoided. Such an area is also called dead water area.
  • the channels can be brought together in a third section between the second section and the outlet area, the third section extending obliquely to the axis of rotation.
  • the cooling jacket can also comprise a radial end at an axial end, with further webs preferably being formed on the radial end, between which an end-side cooling channel is formed in each case, which extends around the axis of rotation.
  • cooling of the electrical machine at one axial end can be improved.
  • there can be a winding head of the machine that is usually subjected to high thermal loads. Widths of the end channels can be chosen depending on their lengths so that the flow velocities of the fluid are as uniform as possible.
  • the radial termination can have a concentric recess for the passage of a shaft of the electrical machine.
  • the cooling jacket can be designed to be integrally connected to the housing at at least one axial end.
  • the connection can be made in particular by welding. This can ensure that the fluid is sealed in the space between the cooling jacket and the housing.
  • the cooling jacket can be connected to the housing precisely and with a high load capacity.
  • the cooling jacket is designed as a load-bearing element and in particular is dimensioned such that it can transmit bearing forces of the electrical machine to the housing or can stiffen the housing.
  • a housing for an electrical machine has a cooling jacket described herein.
  • a method of assembling a housing described herein with a cooling jacket includes steps of axially inserting the cooling jacket into a cylindrical recess in the housing so that fluid channels are formed between the cooling jacket and the housing; and the cohesive connection of the cooling jacket to the housing at at least one axial end of the cooling jacket.
  • FIG. 1 shows a drive unit with an electrical machine, a cooling jacket and a housing in one embodiment
  • Figure 2 shows two views of a cooling jacket
  • Figure 3 is a view of an axial end of a cooling jacket in a further embodiment.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a drive unit in a further embodiment.
  • FIG. 1 shows a drive unit 100 with an electrical machine 105, a cooling jacket 110 and a housing 115 in one embodiment.
  • the Antriebsein unit 100 is preferably used as part of a drive train, especially on board a motor vehicle.
  • the drive unit 100 can in particular be designed as a traction drive of the motor vehicle.
  • the housing 115 can be designed to connect a further component of a drive train, for example a transmission or a further drive motor.
  • the electrical machine 105 has a substantially cylindrical shape and has an axis of rotation 120.
  • the cooling jacket 1 10 is set up to be arranged coaxially between the electrical machine 105 and a recess 125 of the housing 1 15 provided therefor.
  • the cooling jacket 110 comprises an inlet area 130 and an outlet area 135 for fluid 137, with fluid 137 preferably being supplied or removed in a radial direction.
  • the cooling jacket 110 comprises a substantially hollow cylindrical body 140, from which webs 145 extend radially in the direction of the housing 115.
  • the webs 145 are preferably made in one piece with the base body 140.
  • a channel 150 is formed between webs 145, which id 137 leads from inlet area 130 to outlet area 140.
  • a plurality of channels 150 run in a first section 155 in a fan shape from the inlet area 130, in a subsequent second section 160 axially offset from one another in the circumferential direction and are then guided together in a third section 165 and to the outlet area 135.
  • Sections 155, 160 and 165 can have different limitations at different axial locations of the cooling jacket 1 10.
  • sections 160 and 165 can overlap one another in an axial view.
  • a channel 150 can be divided into two adjacent subchannels 175 by means of a guide bar 170.
  • the channels 150 preferably run at a predetermined distance around the axis of rotation 120, revolving the axis of rotation 120 between the inlet region 130 and the outlet region 135 as soon as possible.
  • a complete circulation is not quite achieved because the inlet area 130 is axially not exactly aligned with the outlet area 135 and the sense of circulation is selected as shown.
  • the functions of the inlet area 130 and the outlet area 135 can also be interchanged, so that the fluid 137 flows in the opposite direction to that shown.
  • the cooling jacket 1 10 can be inserted into the recess 125, so that the webs 145 extending in the radial direction preferably rest against the radial inside of the housing 1 15 in a fluid-tight manner. A small leakage between a web 145 and the housing 115 is often unavoidable and can be tolerated.
  • the cooling jacket 1 10 can be attached to the housing 1 15. A classic O-ring seal can be used for this, but a material connection of the cooling jacket 110 to at least one axial end of the housing 110 is preferred, in particular by means of welding.
  • the cooling jacket 110 and the Ge housing 1 15 are preferably each made of a light metal, for example based on aluminum or magnesium.
  • the cooling jacket 1 10 and the housing 1 15 can each be produced, for example, by die casting. Different welding processes are used to connect the two elements. costume. In a first variant, a friction stir welding process is used. In a second variant, the elements are joined together using an electron beam welding process, in particular a multi-bath process. In a third variant, a laser welding process can also be used. The welding process used is preferably selected depending on the materials used and the accessibility of the weld.
  • FIG. 2 shows two views of a cooling jacket 110, which essentially differ in the selected rotations of the cooling jacket 110 about the axis of rotation 110. Both views are described together below.
  • the sections 155, 160 and 165 are essentially adjacent to one another on a circumference about the axis of rotation 120; a slight overlap between sections 160 and 165 can be neglected.
  • the channels 150 run essentially only in the circumferential direction and are axially offset from one another.
  • the channels 150 run essentially star-shaped towards the entrance area 130. In the present case, however, the channels 150 do not form a complete star, but approach the inlet area 130 in a fan shape at an angle of approximately 180 °, smaller or larger angles are also possible. At an angle of approx. 360 ° there is also talk of a star-shaped approach.
  • a tear-off edge 210 can be provided to increase the flow resistance of the fluid 137 into a channel 150, which is extends near an axial end of the cooling jacket 1 10.
  • a guide bar 170 in a channel 150 can form a further gap 215 with an adjacent bar 145 at an end facing the inlet area 130.
  • Two gaps 215 of the same width are preferred between the guide web 175 and the webs 145 delimiting the channel 150.
  • the gaps 215, like the gaps 205 or the tear-off edge 210, have the task of influencing the flow velocity of the fluid 137 between the inlet region 130 and the outlet region 135.
  • the guide bar 170 can only extend into the first section 155. All guide webs 170 preferably end on one side at the same point in the circumferential direction about the axis of rotation 120. On their other sides facing the inlet region 130, the guide webs 170 can end essentially the same distance from the inlet region 130.
  • the third section 165 can be seen particularly well in the lower illustration.
  • the channels 150 are brought together and to the outlet area 135.
  • the webs 145 which axially delimit the channels 150, preferably end offset in the circumferential direction as shown.
  • the ends of the webs 145 can be connected here with a straight line 220, which includes an acute angle with the axis of rotation 120.
  • the outlet area 135 is not in the center but offset in the direction of one of the axial ends of the cooling jacket 110.
  • the area in which the channels 150 are brought together is preferably designed with an enlarged cross section on an axial side that is distant from the outlet area 135.
  • fluid 137 exiting from a channel 150 axially further away from the outlet area 135 can be adapted in terms of its flow rate to fluid 137 which exits axially closer to the outlet area 135 from a channel 150.
  • the enlarged cross section is not recommended if the straight line 220 is parallel to the axis of rotation 120.
  • FIG 3 shows a view of an axial end of a cooling jacket 110 in a wide ren embodiment.
  • the cooling jacket 110 comprises a radial termination 305, so that the base body 140 is cup-shaped.
  • the radial termination 305 can have a concentric recess 310, in particular for the passage of a shaft of the electrical machine 105.
  • the cooling jacket 110 can be reinforced in order to better support the electrical machine 105 or, for example, a shaft bearing.
  • the housing 115 preferably likewise comprises a radial termination, so that a surface gap is formed between the radial terminations, which can be divided into channels 150 by webs 145 on the radial termination 305 of the cooling jacket 110.
  • the channels 150 preferably run concentrically and revolve around the axis of rotation 120 as far as possible. Ends of the substantially circular end channels 150 are fluidly connected to the inlet area 130 and the outlet area 135. Fluid 137 can thus flow from the inlet area 130 to an end channel 150, through this around the axis of rotation 120 and to the outlet area 135.
  • Figure 4 shows a longitudinal section through a drive unit 100 still in another embodiment.
  • the radial termination 305 of FIG. 3 is implemented.
  • the electrical machine 105 is also shown in section, so that a radially outer stator 405 can be seen, which can comprise a laminated core, which carries grooves 410, in which conductors can lie as a winding for generating a magnetic field. In this area, a strong heating can occur due to the current flow, which can be counteracted in an improved manner by the described cooling jacket 110.

Landscapes

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

Abstract

A cylindrical electrical machine (105) comprises an axis of rotation (120) and is designed to be accommodated in a cylindrical recess in a housing (115). A cooling casing (110) for the electrical machine (105) is designed to be arranged in an annular gap between the machine (105) and the housing (115). The cooling casing (110) comprises: an inlet region (130) for a fluid (137); an outlet region (135) for a fluid (137); a plurality of ridges (145), which are designed such that a channel (150) for guiding fluid (137) from the inlet region (130) to the outlet region (135) is formed between adjacent ridges (145); wherein the channels (150), in a first section (155), run towards the outlet region (135) axially offset in the circumferential direction about the axis of rotation (120); and, in a second section (160), run from the inlet region (130) to the first section (155) in the form of a fan.

Description

Kühlunq einer elektrischen Maschine  Cooling an electrical machine
Die vorliegende Erfindung betrifft die Kühlung einer elektrischen Maschine. Insbe sondere betrifft die Erfindung eine Fluidkühlung für eine Maschine, die als Traktions antrieb für ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. The present invention relates to the cooling of an electrical machine. In particular special, the invention relates to a fluid cooling for a machine that can be used as a traction drive for a motor vehicle.
Ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine als Antriebsmotor. In unter schiedlichen Ausführungsformen kann die elektrische Maschine den alleinigen An trieb darstellen oder einen von mehreren Antriebsmaschinen bilden. Eine andere An triebsmaschine kann insbesondere als Brennkraftmaschine ausgebildet sein. Die elektrische Maschine kann sich beim Betrieb beträchtlich erwärmen, sodass eine ak tive Kühlung vorteilhaft ist. Dazu kann insbesondere ein Kühlfluid an erwärmte Stel len der Maschine geleitet werden, um überschüssige Wärme aufzunehmen und ab zuführen. Es hat sich gezeigt, dass eine gleichmäßige Kühlung der elektrischen Ma schine einer Kühlung thermisch besonders beanspruchter Stellen vorzuziehen ist. A motor vehicle comprises an electrical machine as a drive motor. In under different embodiments, the electrical machine can represent the sole drive or form one of several drive machines. Another drive engine can be designed in particular as an internal combustion engine. The electrical machine can heat up considerably during operation, so that active cooling is advantageous. For this purpose, in particular, a cooling fluid can be passed to heated positions on the machine in order to absorb and remove excess heat. It has been shown that uniform cooling of the electrical machine is preferable to cooling thermally stressed points.
DE 10 2014 204 816 A1 betrifft eine elektrische Maschine mit einem Kühlelement.DE 10 2014 204 816 A1 relates to an electrical machine with a cooling element.
Ein Kühlfluid wird in einem Kühlmantel in Kanälen um die elektrische Maschine her um geführt. A cooling fluid is guided in a cooling jacket in channels around the electrical machine.
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereit stellung einer verbesserten Technik zur gleichmäßigen Kühlung einer elektrischen Maschine. Die Erfindung löst dieses Problem mittels der Gegenstände der unabhän gigen Ansprüche. Unteransprüche geben besonders bevorzugte Ausführungsformen wieder. An object of the present invention is to provide an improved technique for uniformly cooling an electrical machine. The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. Sub-claims reflect particularly preferred embodiments.
Eine zylinderförmige elektrische Maschine umfasst eine Drehachse und ist dazu ein gerichtet, in einer zylinderförmigen Ausnehmung eines Gehäuses aufgenommen zu werden. Ein Kühlmantel für die elektrische Maschine ist dazu eingerichtet, in einem Ringspalt zwischen der Maschine und dem Gehäuse zu liegen. Dabei umfasst der Kühlmantel einen Einlassbereich für ein Fluid; einen Auslassbereich für ein Fluid; mehrere Stege, die derart ausgebildet sind, dass zwischen benachbarten Stegen jeweils ein Kanal zur Führung von Fluid vom Einlassbereich zum Auslassbereich ge- bildet ist; wobei die Kanäle in einem ersten Abschnitt axial versetzt in Umfangsrich tung um die Drehachse in Richtung des Auslassbereichs verlaufen; und in einem zweiten Abschnitt fächer- oder sternförmig vom Einlassbereich zum ersten Abschnitt verlaufen. A cylindrical electrical machine comprises an axis of rotation and is designed to be received in a cylindrical recess in a housing. A cooling jacket for the electrical machine is set up to lie in an annular gap between the machine and the housing. The cooling jacket comprises an inlet area for a fluid; an outlet area for a fluid; a plurality of webs which are designed such that a channel for guiding fluid from the inlet area to the outlet area is located between adjacent webs. forms is; wherein the channels in a first section extend axially offset in the circumferential direction about the axis of rotation in the direction of the outlet region; and run in a fan-shaped or star-shaped manner from the inlet area to the first section in a second section.
Durch diese Führung der Kanäle kann eine weitgehend gleiche Strömungs geschwindigkeit in den Kanälen erzielt werden. Die elektrische Maschine kann ver bessert gleichmäßig mittels des Fluids gekühlt werden. Unterdurchschnittlich gut ge kühlte Bereiche („hot Spots“, heiße Gebiete) können vermieden werden. Die elektri sche Maschine kann so verbessert bis an ihre Leistungsgrenze belastet werden, oh ne dass ein punktueller thermischer Schaden eintritt. Die elektrische Maschine kann Teil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Dabei kann das Kraftfahrzeug insbesondere als ein Sportfahrzeug für den Rennsport ausgebildet sein. By guiding the channels, a largely identical flow rate can be achieved in the channels. The electrical machine can be cooled evenly improved by means of the fluid. Areas well below average (“hot spots”) can be avoided. The electrical machine can thus be loaded up to its performance limit in an improved manner, without the occurrence of selective thermal damage. The electrical machine can be part of a drive train of a motor vehicle. The motor vehicle can in particular be designed as a sports vehicle for racing.
Die Kanäle können radial innen durch den Kühlmantel und radial außen durch das Gehäuse begrenzt sein. Kühlmittel kann so von der elektrischen Maschine ferngehal ten werden, gleichzeitig kann ein Wärmeübergang des Fluids vom oder zum Gehäu se verbessert sein. Durch die Nutzung des Gehäuses als Begrenzung der Kanäle kann eine Masse des Kühlmantels verringert sein. The channels can be delimited radially on the inside by the cooling jacket and radially on the outside by the housing. Coolant can thus be kept away from the electrical machine, at the same time heat transfer of the fluid from or to the housing can be improved. By using the housing as a boundary of the channels, a mass of the cooling jacket can be reduced.
Im zweiten Abschnitt kann zwischen Enden der Stege jeweils ein Spalt gebildet sein, wobei die Spalte bevorzugt so bemessen sind, dass Strömungsgeschwindigkeiten in den Kanälen im Wesentlichen gleich sind. Die Spalte können nach Art einer Düse oder Blende wirken und dem Fluid jeweils einen vorbestimmten Strömungswider stand entgegensetzen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids kann gut über die Spaltbreite eingestellt werden. In the second section, a gap can be formed between ends of the webs, the gaps preferably being dimensioned such that flow velocities in the channels are essentially the same. The gaps can act in the manner of a nozzle or orifice and oppose the fluid to a predetermined flow resistance. The flow rate of the fluid can be adjusted well over the gap width.
In einer weiteren Ausführungsform ist im zweiten Abschnitt in einem Kanal ein Leit steg vorgesehen, der den Kanal in zwei Teilkanäle teilt. Die Teilkanäle erstrecken sich nebeneinander und sind im Wesentlichen auf einer Mantelfläche um die Dreh achse zueinander versetzt. Die Teilkanäle verlaufen parallel zueinander und sind am Ende eines solchen Leitstegs im Kanal wieder zusammengeführt. Durch den Leitsteg kann eine Strömung von Fluid im Kanal verbessert geführt werden. Das Fluid kann verbessert beruhigt und in eine gewünschte Richtung gelenkt werden. In a further embodiment, a guide web is provided in the second section in a channel, which divides the channel into two subchannels. The subchannels extend side by side and are essentially offset from one another about the axis of rotation on a lateral surface. The subchannels run parallel to one another and are brought together again in the channel at the end of such a guide bridge. Through the walkway a flow of fluid in the channel can be improved. The fluid can be calmed better and directed in a desired direction.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Leitsteg im Einlassbereich mit den Stegen, die den Kanal begrenzen, zwei Spalte bildet, die so bemessen sind, dass Strömungsge schwindigkeiten in den Teilkanälen im Wesentlichen gleich sind. Sind mehrere Leit stege in unterschiedlichen Kanälen vorgesehen, so kann das Fluid vom Einlassbe reich zunächst den ersten, oben beschriebenen ersten Spalt zwischen zwei Stegen passieren, und danach zwei zweite Spalte, die jeweils zwischen einem Steg und dem Leitsteg gebildet sind. Erste Abstände der ersten Spalte vom Einlassbereich können gleich sein. Zweite Abstände der zweiten Spalte vom Einlassbereich können eben falls gleich sein, wobei die zweiten Abstände üblicherweise größer als die ersten Ab stände sind. It is particularly preferred that the guide web forms two gaps in the inlet area with the webs that delimit the channel, which are dimensioned such that flow speeds in the subchannels are essentially the same. If several guide ribs are provided in different channels, the fluid from the inlet region can first pass the first gap described above between two ribs, and then two second gaps, which are each formed between a rib and the guide rib. The first distances of the first column from the inlet area can be the same. Second distances of the second column from the inlet area can also be the same, the second distances usually being greater than the first distances.
Der Leitsteg kann sich auf einem vorbestimmten Teil des ersten Abschnitts in Um- fangsrichtung erstrecken. Dadurch kann eine weitere Führung und Beruhigung des Fluids im Kanal erzielt werden. Außerdem können die Teilkanäle als Strömungshin dernis wirken, sodass über die Länge der Teilkanäle die Strömungsgeschwindigkeit im Kanal feinfühlig beeinflusst werden kann. The guide web can extend in a circumferential direction on a predetermined part of the first section. This allows further guidance and calming of the fluid in the channel. In addition, the subchannels can act as a flow obstacle, so that the flow velocity in the channel can be delicately influenced over the length of the subchannels.
Der Auslassbereich kann nahe eines axialen Endes des Kühlmantels liegt, wobei Enden benachbarter Stege im zweiten Abschnitt gleichsinnig axial und in Umfangs- richtung versetzt sind. Anders ausgedrückt können die in Umfangsrichtung verlau fenden Stege stufenförmig enden. Ein Bereich, in welchem eine nur geringe oder zirkuläre Strömung auftritt, kann vermieden werden. Ein solcher Bereich wird auch Totwasserbereich genannt. The outlet area can be close to an axial end of the cooling jacket, the ends of adjacent webs in the second section being offset axially in the same direction and in the circumferential direction. In other words, the webs running in the circumferential direction can end in a step-like manner. An area in which there is little or circular flow can be avoided. Such an area is also called dead water area.
Die Kanäle können in einem dritten Abschnitt zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Auslassbereich zusammengeführt sein, wobei sich der dritte Abschnitt schräg zur Drehachse erstreckt. Dadurch kann eine Zusammenführung der Kanäle in Rich tung des Auslassbereichs bei im Wesentlichen gleichförmiger Fließgeschwindigkeit des Fluids erreicht werden. Der Kühlmantel kann ferner einen radialen Abschluss an einem axialen Ende umfas sen, wobei am radialen Abschluss bevorzugt weitere Stege ausgebildet sind, zwi schen denen jeweils ein stirnseitiger Kühlkanal gebildet ist, der um die Drehachse verläuft. Dadurch kann eine Kühlung der elektrischen Maschine an einem axialen Ende verbessert werden. In diesem Bereich kann sich beispielsweise ein üblicher weise thermisch hoch belasteter Wickelkopf der Maschine befinden. Breiten der stirnseitigen Kanäle können in Abhängigkeit ihrer Längen so gewählt sein, dass sich wieder möglichst gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeiten des Fluids ergeben. Der radiale Abschluss kann eine konzentrische Ausnehmung zum Durchtritt einer Welle der elektrischen Maschine aufweisen. The channels can be brought together in a third section between the second section and the outlet area, the third section extending obliquely to the axis of rotation. As a result, the channels can be brought together in the direction of the outlet region with a substantially uniform flow velocity of the fluid. The cooling jacket can also comprise a radial end at an axial end, with further webs preferably being formed on the radial end, between which an end-side cooling channel is formed in each case, which extends around the axis of rotation. As a result, cooling of the electrical machine at one axial end can be improved. In this area, for example, there can be a winding head of the machine that is usually subjected to high thermal loads. Widths of the end channels can be chosen depending on their lengths so that the flow velocities of the fluid are as uniform as possible. The radial termination can have a concentric recess for the passage of a shaft of the electrical machine.
Der Kühlmantel kann dazu eingerichtet sein, an wenigstens einem axialen Ende stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden zu werden. Die Verbindung kann insbe sondere mittels Schweißen erfolgen. Dadurch kann sichergestellt sein, dass das Flu id in dem Raum zwischen dem Kühlmantel und dem Gehäuse dicht eingeschlossen ist. Außerdem kann der Kühlmantel genau und hoch belastbar mit dem Gehäuse verbunden sein. In einer Ausführungsform ist der Kühlmantel als tragendes Element ausgeführt und insbesondere so dimensioniert, dass er Lagerkräfte der elektrischen Maschine an das Gehäuse übermitteln oder das Gehäuse versteifen kann. Ein Ge häuse für eine elektrische Maschine weist einen hierin beschriebenen Kühlmantel auf. The cooling jacket can be designed to be integrally connected to the housing at at least one axial end. The connection can be made in particular by welding. This can ensure that the fluid is sealed in the space between the cooling jacket and the housing. In addition, the cooling jacket can be connected to the housing precisely and with a high load capacity. In one embodiment, the cooling jacket is designed as a load-bearing element and in particular is dimensioned such that it can transmit bearing forces of the electrical machine to the housing or can stiffen the housing. A housing for an electrical machine has a cooling jacket described herein.
Ein Verfahren zum Montieren eines hierin beschriebenen Gehäuses mit einem Kühl mantel umfasst Schritte des axialen Einführens des Kühlmantels in eine zylinderför mige Ausnehmung des Gehäuses, sodass zwischen dem Kühlmantel und dem Ge häuse Kanäle für Fluid gebildet sind; und des stoffschlüssigen Verbindens des Kühl mantels mit dem Gehäuse an wenigstens einem axialen Ende des Kühlmantels. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: A method of assembling a housing described herein with a cooling jacket includes steps of axially inserting the cooling jacket into a cylindrical recess in the housing so that fluid channels are formed between the cooling jacket and the housing; and the cohesive connection of the cooling jacket to the housing at at least one axial end of the cooling jacket. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which:
Figur 1 eine Antriebseinheit mit einer elektrischen Maschine, einem Kühlmantel und einem Gehäuse in einer Ausführungsform; 1 shows a drive unit with an electrical machine, a cooling jacket and a housing in one embodiment;
Figur 2 zwei Ansichten eines Kühlmantels;  Figure 2 shows two views of a cooling jacket;
Figur 3 eine Ansicht eines axialen Endes eines Kühlmantels in einer weiteren Aus führungsform; und  Figure 3 is a view of an axial end of a cooling jacket in a further embodiment; and
Figur 4 einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit noch in einer weiteren Aus führungsform darstellt.  FIG. 4 shows a longitudinal section through a drive unit in a further embodiment.
Figur 1 zeigt eine Antriebseinheit 100 mit einer elektrischen Maschine 105, einem Kühlmantel 1 10 und einem Gehäuse 1 15 in einer Ausführungsform. Die Antriebsein heit 100 ist bevorzugt als Teil eines Antriebsstrangs einsetzbar, insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs. Dabei kann die Antriebseinheit 100 insbesondere als Traktionsantrieb des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Das Gehäuse 1 15 kann zur Anbindung einer weiteren Komponente eines Antriebsstrangs ausgebildet sein, bei spielsweise eines Getriebes oder eines weiteren Antriebsmotors. FIG. 1 shows a drive unit 100 with an electrical machine 105, a cooling jacket 110 and a housing 115 in one embodiment. The Antriebsein unit 100 is preferably used as part of a drive train, especially on board a motor vehicle. The drive unit 100 can in particular be designed as a traction drive of the motor vehicle. The housing 115 can be designed to connect a further component of a drive train, for example a transmission or a further drive motor.
Die elektrische Maschine 105 hat im Wesentlichen zylindrische Form und weist eine Drehachse 120 auf. Der Kühlmantel 1 10 ist dazu eingerichtet, koaxial zwischen der elektrischen Maschine 105 und einer dafür vorgesehenen Ausnehmung 125 des Ge häuses 1 15 angeordnet zu werden. The electrical machine 105 has a substantially cylindrical shape and has an axis of rotation 120. The cooling jacket 1 10 is set up to be arranged coaxially between the electrical machine 105 and a recess 125 of the housing 1 15 provided therefor.
Der Kühlmantel 1 10 umfasst einen Einlassbereich 130 und einen Auslassbereich 135 für Fluid 137, wobei eine Zu- oder Abfuhr von Fluid 137 bevorzugt in einer radialen Richtung erfolgt. Der Kühlmantel 1 10 umfasst einen im Wesentlichen hohlzylindri schen Grundkörper 140, von dem aus sich Stege 145 radial in Richtung des Gehäu ses 1 15 erstrecken. Die Stege 145 sind bevorzugt einstückig mit dem Grundkörper 140 ausgeführt. Zwischen Stegen 145 ist jeweils ein Kanal 150 gebildet, der das Flu- id 137 vom Einlassbereich 130 zum Auslassbereich 140 führt. Mehrere Kanäle 150 verlaufen in einem ersten Abschnitt 155 fächerförmig vom Einlassbereich 130, in ei nem anschließenden zweiten Abschnitt 160 axial zueinander versetzt in Umfangs richtung und werden danach in einem dritten Abschnitt 165 zusammen und zum Aus lassbereich 135 geführt. Die Abschnitte 155, 160 und 165 können an unterschiedli chen axialen Stellen des Kühlmantels 1 10 unterschiedliche Begrenzungen aufwei sen. So können insbesondere die Abschnitte 160 und 165 einander in einer axialen Ansicht überlappen. Insbesondere im ersten Abschnitt 155 kann ein Kanal 150 mit tels eines Leitstegs 170 in zwei nebeneinander liegende Teilkanäle 175 unterteilt werden. The cooling jacket 110 comprises an inlet area 130 and an outlet area 135 for fluid 137, with fluid 137 preferably being supplied or removed in a radial direction. The cooling jacket 110 comprises a substantially hollow cylindrical body 140, from which webs 145 extend radially in the direction of the housing 115. The webs 145 are preferably made in one piece with the base body 140. A channel 150 is formed between webs 145, which id 137 leads from inlet area 130 to outlet area 140. A plurality of channels 150 run in a first section 155 in a fan shape from the inlet area 130, in a subsequent second section 160 axially offset from one another in the circumferential direction and are then guided together in a third section 165 and to the outlet area 135. Sections 155, 160 and 165 can have different limitations at different axial locations of the cooling jacket 1 10. In particular, sections 160 and 165 can overlap one another in an axial view. In the first section 155 in particular, a channel 150 can be divided into two adjacent subchannels 175 by means of a guide bar 170.
Die Kanäle 150 verlaufen bevorzugt in einem vorbestimmten Abstand um die Dreh achse 120, wobei sie die Drehachse 120 zwischen dem Einlassbereich 130 und dem Auslassbereich 135 möglichst einmal umlaufen. In der dargestellten Ausführungs form wird ein vollständiger Umlauf nicht ganz erreicht, da der Einlassbereich 130 axi al nicht genau mit dem Auslassbereich 135 fluchtet und der Umlaufsinn wie darge stellt gewählt ist. Es ist zu beachten, dass die Funktionen des Einlassbereichs 130 und des Auslassbereichs 135 auch vertauscht werden können, sodass das Fluid 137 in umgekehrter als der dargestellten Richtung fließt. The channels 150 preferably run at a predetermined distance around the axis of rotation 120, revolving the axis of rotation 120 between the inlet region 130 and the outlet region 135 as soon as possible. In the illustrated embodiment, a complete circulation is not quite achieved because the inlet area 130 is axially not exactly aligned with the outlet area 135 and the sense of circulation is selected as shown. It should be noted that the functions of the inlet area 130 and the outlet area 135 can also be interchanged, so that the fluid 137 flows in the opposite direction to that shown.
Zur Montage des Kühlmantels 1 10 am Gehäuse 1 15 kann der Kühlmantel 1 10 in die Ausnehmung 125 eingeführt werden, sodass die sich in radialer Richtung erstre ckenden Stege 145 bevorzugt möglichst fluiddicht an einer radialen Innenseite des Gehäuses 1 15 anliegen. Eine geringe Leckage zwischen einem Steg 145 und dem Gehäuse 1 15 ist häufig unvermeidlich und kann toleriert werden. Nach dem Einfüh ren kann der Kühlmantel 1 10 am Gehäuse 1 15 befestigt werden. Dazu kann eine klassische O-Ring Abdichtung verwendet werden, bevorzugt ist jedoch eine stoff schlüssige Verbindung des Kühlmantels 1 10 an wenigstens einem axialen Ende des Gehäuses 1 10, insbesondere mittels Schweißen. Der Kühlmantel 110 und das Ge häuse 1 15 sind bevorzugt jeweils aus einem Leichtmetall herstellbar, beispielsweise auf der Basis von Aluminium oder Magnesium. Dabei können der Kühlmantel 1 10 und das Gehäuse 1 15 jeweils beispielsweise im Druckguss herstellbar sein. Zum Verbinden der beiden Elemente kommen unterschiedliche Schweißverfahren in Be- tracht. In einer ersten Variante wird ein Rühr-Reib-Schweißverfahren eingesetzt. In einer zweiten Variante werden die Elemente mittels eines Elektronenstrahl- Schweißverfahrens, insbesondere eines Mehrbad-Verfahrens zusammengefügt. In einer dritten Variante kann auch ein Laser-Schweißverfahren eingesetzt werden. Das verwendete Schweißverfahren wird bevorzugt in Abhängigkeit der verwendeten Ma terialien und einer Zugänglichkeit der Schweißnaht ausgewählt. To mount the cooling jacket 1 10 on the housing 1 15, the cooling jacket 1 10 can be inserted into the recess 125, so that the webs 145 extending in the radial direction preferably rest against the radial inside of the housing 1 15 in a fluid-tight manner. A small leakage between a web 145 and the housing 115 is often unavoidable and can be tolerated. After insertion, the cooling jacket 1 10 can be attached to the housing 1 15. A classic O-ring seal can be used for this, but a material connection of the cooling jacket 110 to at least one axial end of the housing 110 is preferred, in particular by means of welding. The cooling jacket 110 and the Ge housing 1 15 are preferably each made of a light metal, for example based on aluminum or magnesium. The cooling jacket 1 10 and the housing 1 15 can each be produced, for example, by die casting. Different welding processes are used to connect the two elements. costume. In a first variant, a friction stir welding process is used. In a second variant, the elements are joined together using an electron beam welding process, in particular a multi-bath process. In a third variant, a laser welding process can also be used. The welding process used is preferably selected depending on the materials used and the accessibility of the weld.
Figur 2 zeigt zwei Ansichten eines Kühlmantels 1 10, die sich im Wesentlichen durch gewählte Drehungen des Kühlmantels 1 10 um die Drehachse 1 10 unterscheiden. Im Folgenden werden beide Ansichten gemeinsam beschrieben. FIG. 2 shows two views of a cooling jacket 110, which essentially differ in the selected rotations of the cooling jacket 110 about the axis of rotation 110. Both views are described together below.
Die Abschnitte 155, 160 und 165 liegen im Wesentlichen auf einem Umfang um die Drehachse 120 nebeneinander; eine geringe Überlappung zwischen den Abschnitten 160 und 165 kann vernachlässigt werden. Im ersten Abschnitt 155 verlaufen die Ka näle 150 im Wesentlichen nur in Umfangsrichtung und liegen axial zueinander ver setzt. Im zweiten Abschnitt 160 verlaufen die Kanäle 150 im Wesentlichen sternför mig auf den Eingangsbereich 130 zu. Vorliegend bilden die Kanäle 150 jedoch kei nen vollständigen Stern, sondern nähern sich dem Einlassbereich 130 fächerförmig auf einem Winkel von ca. 180°, kleinere oder größere Winkel sind ebenfalls möglich. Bei einem Winkel von ca. 360° wird auch von einer sternförmigen Annäherung ge sprochen. The sections 155, 160 and 165 are essentially adjacent to one another on a circumference about the axis of rotation 120; a slight overlap between sections 160 and 165 can be neglected. In the first section 155, the channels 150 run essentially only in the circumferential direction and are axially offset from one another. In the second section 160, the channels 150 run essentially star-shaped towards the entrance area 130. In the present case, however, the channels 150 do not form a complete star, but approach the inlet area 130 in a fan shape at an angle of approximately 180 °, smaller or larger angles are also possible. At an angle of approx. 360 ° there is also talk of a star-shaped approach.
Nahe des Einlassbereichs 130 bilden benachbarte Stege 145, die jeweils einen Ka nal 150 begrenzen, einen Spalt 205 mit vorbestimmter Breite. Der Spalt 205 bildet ein Strömungshindernis und beeinflusst die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids 137. Auf einer Seite des Einlassbereichs 130, auf der keine Kanäle 150 angeschlos sen sind, kann eine Abrisskante 210 zur Erhöhung des Strömungswiderstands des Fluids 137 in einen Kanal 150 vorgesehen sein, der sich nahe eines axialen Endes des Kühlmantels 1 10 erstreckt. In the vicinity of the inlet region 130, adjacent webs 145, which each delimit a channel 150, form a gap 205 with a predetermined width. The gap 205 forms a flow obstacle and influences the flow velocity of the fluid 137. On one side of the inlet area 130, on which no channels 150 are connected, a tear-off edge 210 can be provided to increase the flow resistance of the fluid 137 into a channel 150, which is extends near an axial end of the cooling jacket 1 10.
Ein Leitsteg 170 in einem Kanal 150 kann an einem dem Einlassbereich 130 zuge wandten Ende mit einem benachbarten Steg 145 einen weiteren Spalt 215 bilden. Bevorzugt werden zwei gleich breite Spalte 215 zwischen dem Leitsteg 175 und bei- den den Kanal 150 begrenzenden Stegen 145 gebildet. Die Spalte 215 haben wie die Spalte 205 oder die Abrisskante 210 die Aufgabe, die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids 137 zwischen dem Einlassbereich 130 und dem Auslassbereich 135 zu beeinflussen. Der Leitsteg 170 kann sich bis in den ersten Abschnitt 155 hinein erst ecken. Bevorzugt enden alle Leitstege 170 einseitig an der gleichen Stelle in Um fangsrichtung um die Drehachse 120. An ihren anderen, dem Einlassbereich 130 zugewandten Seiten können die Leitstege 170 im Wesentlichen gleich weit vom Ein lassbereich 130 entfernt enden. A guide bar 170 in a channel 150 can form a further gap 215 with an adjacent bar 145 at an end facing the inlet area 130. Two gaps 215 of the same width are preferred between the guide web 175 and the webs 145 delimiting the channel 150. The gaps 215, like the gaps 205 or the tear-off edge 210, have the task of influencing the flow velocity of the fluid 137 between the inlet region 130 and the outlet region 135. The guide bar 170 can only extend into the first section 155. All guide webs 170 preferably end on one side at the same point in the circumferential direction about the axis of rotation 120. On their other sides facing the inlet region 130, the guide webs 170 can end essentially the same distance from the inlet region 130.
Der dritte Abschnitt 165 ist in der unteren Darstellung besonders gut zu erkennen. Hier werden die Kanäle 150 zusammen und zum Auslassbereich 135 geführt. Dazu enden die Stege 145, welche die Kanäle 150 axial begrenzen, bevorzugt wie gezeigt in Umfangsrichtung versetzt. Näherungsweise können die Enden der Stege 145 hier mit einer Geraden 220 verbunden werden, die einen spitzen Winkel mit der Drehach se 120 einschließt. In der dargestellten Ausführungsform liegt der Auslassbereich 135 nicht mittig sondern in Richtung eines der axialen Enden des Kühlmantels 1 10 versetzt. Im dritten Abschnitt 165 ist der Bereich, in welchem die Kanäle 150 zusam mengeführt werden, an einer axialen Seite, die vom Auslassbereich 135 entfernt ist, bevorzugt mit einem vergrößerten Querschnitt ausgeführt. Dadurch kann axial weiter vom Auslassbereich 135 entfernt aus einem Kanal 150 austretendes Fluid 137 ver bessert in seiner Fließgeschwindigkeit an Fluid 137 angepasst werden, das axial nä her am Auslassbereich 135 aus einem Kanal 150 austritt. Der vergrößerte Quer schnitt wird nicht empfohlen, wenn die Gerade 220 parallel zur Drehachse 120 liegt. The third section 165 can be seen particularly well in the lower illustration. Here the channels 150 are brought together and to the outlet area 135. For this purpose, the webs 145, which axially delimit the channels 150, preferably end offset in the circumferential direction as shown. Approximately, the ends of the webs 145 can be connected here with a straight line 220, which includes an acute angle with the axis of rotation 120. In the embodiment shown, the outlet area 135 is not in the center but offset in the direction of one of the axial ends of the cooling jacket 110. In the third section 165, the area in which the channels 150 are brought together is preferably designed with an enlarged cross section on an axial side that is distant from the outlet area 135. As a result, fluid 137 exiting from a channel 150 axially further away from the outlet area 135 can be adapted in terms of its flow rate to fluid 137 which exits axially closer to the outlet area 135 from a channel 150. The enlarged cross section is not recommended if the straight line 220 is parallel to the axis of rotation 120.
Figur 3 zeigt eine Ansicht eines axialen Endes eines Kühlmantels 1 10 in einer weite ren Ausführungsform. Hier umfasst der Kühlmantel 1 10 einen radialen Abschluss 305, sodass der Grundkörper 140 topfförmig ausgebildet ist. Der radiale Abschluss 305 kann eine konzentrische Ausnehmung 310 aufweisen, insbesondere zum Durch tritt einer Welle der elektrischen Maschine 105. In diesem Bereich kann der Kühlman tel 1 10 verstärkt sein, um verbessert die elektrische Maschine 105 oder beispielswei se ein Wellenlager abzustützen. Das Gehäuse 1 15 umfasst bevorzugt ebenfalls einen radialen Abschluss, sodass zwischen den radialen Abschlüssen ein Flächenspalt gebildet ist, der durch Stege 145 am radialen Abschluss 305 des Kühlmantels 1 10 in Kanäle 150 unterteilt sein kann. Im Bereich des radialen Abschlusses 305 verlaufen die Kanäle 150 bevorzugt konzentrisch und umlaufen die Drehachse 120 möglichst einmal. Enden der im We sentlichen kreisförmigen stirnseitigen Kanäle 150 sind fluidisch mit dem Einlassbe reich 130 und dem Auslassbereich 135 verbunden. Fluid 137 kann so vom Einlass bereich 130 zu einem stirnseitigen Kanal 150, durch diesen um die Drehachse 120 und zum Auslassbereich 135 fließen. Figure 3 shows a view of an axial end of a cooling jacket 110 in a wide ren embodiment. Here, the cooling jacket 110 comprises a radial termination 305, so that the base body 140 is cup-shaped. The radial termination 305 can have a concentric recess 310, in particular for the passage of a shaft of the electrical machine 105. In this area, the cooling jacket 110 can be reinforced in order to better support the electrical machine 105 or, for example, a shaft bearing. The housing 115 preferably likewise comprises a radial termination, so that a surface gap is formed between the radial terminations, which can be divided into channels 150 by webs 145 on the radial termination 305 of the cooling jacket 110. In the area of the radial termination 305, the channels 150 preferably run concentrically and revolve around the axis of rotation 120 as far as possible. Ends of the substantially circular end channels 150 are fluidly connected to the inlet area 130 and the outlet area 135. Fluid 137 can thus flow from the inlet area 130 to an end channel 150, through this around the axis of rotation 120 and to the outlet area 135.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit 100 noch in einer weite ren Ausführungsform. Dabei ist der radiale Abschluss 305 von Figur 3 realisiert. Die elektrische Maschine 105 ist ebenfalls geschnitten dargestellt, sodass ein radial au ßen liegender Stator 405 zu erkennen ist, der ein Blechpaket umfassen kann, wel ches Nuten 410 trägt, in denen Leiter als Wicklung zur Erzeugung eines magneti schen Felds liegen können. In diesem Bereich kann durch den Stromfluss eine starke Erwärmung auftreten, der durch den beschriebenen Kühlmantel 110 verbessert ent gegen gewirkt werden kann. Figure 4 shows a longitudinal section through a drive unit 100 still in another embodiment. The radial termination 305 of FIG. 3 is implemented. The electrical machine 105 is also shown in section, so that a radially outer stator 405 can be seen, which can comprise a laminated core, which carries grooves 410, in which conductors can lie as a winding for generating a magnetic field. In this area, a strong heating can occur due to the current flow, which can be counteracted in an improved manner by the described cooling jacket 110.
Bezuqszeichen Antriebseinheit Reference number drive unit
elektrische Maschine electrical machine
Kühlmantel cooling jacket
Gehäuse casing
Drehachse axis of rotation
Ausnehmung recess
Einlassbereich inlet area
Auslassbereich outlet
Fluid fluid
Grundkörper body
Steg web
Kanal channel
erster Abschnitt first section
zweiter Abschnitt second part
dritter Abschnitt third section
Leitsteg conducting land
Teilkanal Spalt Subchannel gap
Abrisskante tear-off edge
Spalt gap
Gerade radialer Abschluss Straight radial termination
Ausnehmung Stator Stator recess
Nut groove

Claims

Patentansprüche claims
1 . Kühlmantel (1 10) für eine zylinderförmige elektrische Maschine (105) mit einer Drehachse (120), wobei die Maschine (105) dazu eingerichtet ist, in einer zylinder förmigen Ausnehmung (125) eines Gehäuses (1 15) aufgenommen zu werden, wobei der Kühlmantel (1 10) dazu eingerichtet ist, in einem Ringspalt zwischen der Maschi ne (105) und dem Gehäuse (1 15) zu liegen; wobei der Kühlmantel (1 10) folgendes aufweist: einen Einlassbereich (130) für ein Fluid (137); einen Auslassbereich (135) für ein Fluid (137); mehrere Stege (145), die derart ausgebildet sind, dass zwischen benachbarten Stegen (145) jeweils ein Kanal (150) zur Führung von Fluid (137) vom Einlassbereich (130) zum Auslassbereich (135) gebildet ist; wobei die Kanäle (150) in einem ersten Abschnitt (155) axial versetzt in Umfangsrichtung um die Drehachse (120) in Richtung des Auslassbereichs (135) verlaufen; und in einem zweiten Ab schnitt (160) fächerförmig vom Einlassbereich (130) zum ersten Abschnitt (155) ver laufen. 1 . Cooling jacket (1 10) for a cylindrical electrical machine (105) with an axis of rotation (120), the machine (105) being set up to be received in a cylindrical recess (125) of a housing (1 15), the Cooling jacket (1 10) is set up to lie in an annular gap between the machine (105) and the housing (1 15); the cooling jacket (110) comprising: an inlet region (130) for a fluid (137); an outlet area (135) for a fluid (137); a plurality of webs (145) which are designed such that a channel (150) for guiding fluid (137) from the inlet region (130) to the outlet region (135) is formed between adjacent webs (145); wherein the channels (150) in a first section (155) extend axially offset in the circumferential direction around the axis of rotation (120) in the direction of the outlet region (135); and in a second section (160) run in a fan shape from the inlet area (130) to the first section (155).
2. Kühlmantel (1 10) nach Anspruch 1 , wobei die Kanäle (150) radial innen durch den Kühlmantel (1 10) und radial außen durch das Gehäuse (1 15) begrenzt sind. 2. cooling jacket (1 10) according to claim 1, wherein the channels (150) radially inside through the cooling jacket (1 10) and radially outside through the housing (1 15) are limited.
3. Kühlmantel (1 10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei im zweiten Abschnitt (160) zwi schen Enden der Stege (145) jeweils ein Spalt (205) gebildet ist und die Spalte (205) so bemessen sind, dass Strömungsgeschwindigkeiten in den Kanälen (150) im We sentlichen gleich sind. 3. cooling jacket (1 10) according to claim 1 or 2, wherein in the second section (160) rule between ends of the webs (145) in each case a gap (205) is formed and the column (205) are dimensioned so that flow velocities in the Channels (150) are essentially the same.
4. Kühlmantel (1 10) nach Anspruch 3, wobei im zweiten Abschnitt (160) in einem Ka nal (150) ein Leitsteg (145) vorgesehen ist, der den Kanal (150) in zwei Teilkanäle (21 5) teilt. 4. cooling jacket (1 10) according to claim 3, wherein in the second section (160) in a Ka channel (150) a guide bar (145) is provided which divides the channel (150) into two sub-channels (21 5).
5. Kühlmantel (1 10) nach Anspruch 4, wobei der Leitsteg (145) im Einlassbereich (130) mit den Stegen (145), die den Kanal (150) begrenzen, zwei Spalte (215) bildet, die so bemessen sind, dass Strömungsgeschwindigkeiten in den Teilkanälen (215) im Wesentlichen gleich sind. 5. cooling jacket (1 10) according to claim 4, wherein the guide web (145) in the inlet area (130) with the webs (145) which delimit the channel (150) forms two gaps (215) which are dimensioned such that Flow velocities in the subchannels (215) are essentially the same.
6. Kühlmantel (1 10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei sich der Leitsteg (145) auf einem vorbestimmten Teil des ersten Abschnitts (155) in Umfangsrichtung erstreckt. 6. cooling jacket (1 10) according to one of claims 4 or 5, wherein the guide web (145) extends on a predetermined part of the first section (155) in the circumferential direction.
7. Kühlmantel (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Auslass bereich (135) nahe eines axialen Endes des Kühlmantels (1 10) liegt und Enden be nachbarter Stege (145) im zweiten Abschnitt (160) gleichsinnig axial und in Umfangs richtung versetzt sind. 7. cooling jacket (1 10) according to any one of the preceding claims, wherein the outlet region (135) near an axial end of the cooling jacket (1 10) and ends of adjacent webs (145) in the second section (160) in the same direction axially and in circumference direction are offset.
8. Kühlmantel (1 10) nach Anspruch 7, wobei die Kanäle (150) in einem dritten Ab schnitt (165) zwischen dem zweiten Abschnitt (160) und dem Auslassbereich (135) zusammengeführt sind und sich der dritte Abschnitt (165) schräg zur Drehachse (120) erstreckt. 8. cooling jacket (1 10) according to claim 7, wherein the channels (150) in a third section (165) from the second section (160) and the outlet region (135) are brought together and the third section (165) obliquely to Axis of rotation (120) extends.
9. Kühlmantel (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen radialen Abschluss (305) an einem axialen Ende, wobei am radialen Abschluss (305) weitere Stege (145) ausgebildet sind, zwischen denen jeweils ein stirnseitiger Kühlkanal (150) gebildet ist, der um die Drehachse (120) verläuft. 9. cooling jacket (1 10) according to one of the preceding claims, further comprising a radial end (305) at an axial end, wherein at the radial end (305) further webs (145) are formed, between each of which an end-side cooling channel (150) is formed, which extends around the axis of rotation (120).
10. Kühlmantel (1 10) nach Anspruch 9, wobei der radiale Abschluss (305) eine kon zentrische Ausnehmung, insbesondere (310) zum Durchtritt einer Welle der elektri schen Maschine (105) aufweist. 10. cooling jacket (1 10) according to claim 9, wherein the radial end (305) has a con-centric recess, in particular (310) for passage of a shaft of the electrical machine (105).
1 1 . Kühlmantel (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kühl mantel (1 10) dazu eingerichtet ist, an wenigstens einem axialen Ende stoffschlüssig mit dem Gehäuse (1 15) verbunden zu werden. 1 1. Cooling jacket (1 10) according to any one of the preceding claims, wherein the cooling jacket (1 10) is adapted to be integrally connected to the housing (1 15) at at least one axial end.
12. Gehäuse (1 15) für eine elektrische Maschine (105), wobei das Gehäuse (1 15) einen Kühlmantel (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst. 12. Housing (1 15) for an electrical machine (105), the housing (1 15) comprising a cooling jacket (1 10) according to any one of the preceding claims.
13. Verfahren zum Montieren eines Gehäuses (1 15) nach Anspruch 12, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: axiales Einführen des Kühlmantels (1 10) in eine zylinderförmige Ausnehmung des Gehäuses (1 15), sodass zwischen dem Kühlman- tel (1 10) und dem Gehäuse (1 15) Kanäle (150) für Fluid (137) gebildet sind; und stoffschlüssiges Verbinden des Kühlmantels (1 10) mit dem Gehäuse (1 15) an we nigstens einem axialen Ende des Kühlmantels (1 10). 13. The method for assembling a housing (1 15) according to claim 12, the method comprising the following steps: axially inserting the cooling jacket (1 10) into a cylindrical recess of the housing (1 15) so that between the cooling jacket tel (1 10) and the housing (1 15) channels (150) for fluid (137) are formed; and integrally connecting the cooling jacket (1 10) with the housing (1 15) at least one axial end of the cooling jacket (1 10).
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