WO2020126076A1 - Elektromotor mit einem statorgehäuseteil - Google Patents

Elektromotor mit einem statorgehäuseteil Download PDF

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WO2020126076A1
WO2020126076A1 PCT/EP2019/025434 EP2019025434W WO2020126076A1 WO 2020126076 A1 WO2020126076 A1 WO 2020126076A1 EP 2019025434 W EP2019025434 W EP 2019025434W WO 2020126076 A1 WO2020126076 A1 WO 2020126076A1
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WO
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groove
stator housing
housing part
electric motor
channel
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/025434
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Mayer
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority to EP19817155.5A priority Critical patent/EP3900160A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H02K9/16—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the cooling medium circulates through ducts or tubes within the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets

Definitions

  • the invention relates to an electric motor with a stator housing part.
  • an electric motor has a rotor which is rotatably mounted relative to a stator housing part.
  • the stator housing part receives a stator winding.
  • the object of the invention is therefore to make a water-cooled electric motor inexpensive and with a high degree of protection.
  • stator housing part is made from a continuous casting profile part, in particular aluminum continuous casting profile part, the continuous casting profile part having axially continuous, spaced-apart channels, in particular being axially arranged in a center in the stator housing part
  • stator winding is arranged, the stator housing part, in particular in its first axial end region, having a first groove which is open in the axial direction and in particular is introduced into a first axial end face of the stator housing part and which has at least a first channel and a second channel in the circumferential direction connects, the stator housing part, in particular in its second axial end region, a second, open against the axial direction, in particular in a second axial end face of the Has introduced stator housing part, groove which connects at least the second channel with a third channel in the circumferential direction.
  • the stator housing part can be produced easily and without effort. Because a continuous casting profile part can be used, in which recesses for the formation of channels and a central cylindrical recess can be provided, in which the stator winding can be received.
  • the continuous cast profile part only has to be cut off at both axial ends, an axially protruding centering collar cutting
  • Both grooves do not run around completely in the circumferential direction, but each connect channels of the continuous cast profile part.
  • a flat gasket is placed on the front, which thus covers the groove.
  • an O-ring is received in a circumferential ring groove which is open radially outwards. The O-ring accommodated in the ring groove seals against the bearing flange
  • a rotor of the electric motor is rotatably supported by means of at least one bearing, the bearing being received in a bearing flange which is connected to the
  • Stator housing part is connected.
  • the advantage here is that the stator winding can be heated by means of the stator housing part through which a cooling medium flows.
  • a rotor of the electric motor is rotatably supported by means of at least one bearing, the bearing being accommodated in a bearing flange, in particular which is connected to the stator housing part by means of screws, an intermediate part being arranged between the bearing flange and the stator housing part, wherein the intermediate part has a first centering collar protruding in the axial direction from the intermediate part, in particular which bears against the axially continuous recess arranged centrally in the stator housing part,
  • Stator housing part is designed, wherein the intermediate part has a second, against the axial direction from the intermediate part protruding centering collar, in particular which rests on the bearing flange.
  • stator housing part having the channels can be produced by cutting off a continuous casting profile part, the respective cutting surface being flat and being unlimited both in the radial direction and in the circumferential direction.
  • the bearing flanges for the bearing of the rotor are centered by means of the intermediate part, which has a centering collar which protrudes axially from the intermediate part, so that this centering collar rests and is centered on the stator housing part.
  • a flat seal is arranged between the intermediate part and the stator housing part, in particular wherein the flat seal rests on the end face of the stator housing part.
  • stator housing part has a cylindrical one
  • stator winding Inner surface which faces the stator winding and / or on which the stator winding rests.
  • the advantage here is that the stator winding is shaped.
  • the stator winding is limited radially outwards by the cylindrical inner surface.
  • the circumferential angle range covered by the first groove in the circumferential direction is less than 360 ° and
  • the circumferential angle range covered by the second groove in the circumferential direction is less than 360 °.
  • the advantage here is that channels can be connected to one another by means of the first or second groove.
  • the first groove is on the first face of the
  • Stator housing part and the second groove arranged on the second end face of the stator housing part.
  • the radial distance areas covered by the channels overlap one another or are the same, in particular the smallest radial distance of each of the channels being identical.
  • the advantage here is that the first and the second groove can be arranged at a constant radial distance, that is, they can be designed as annular grooves extending in the circumferential direction.
  • the first groove is formed from two or more groove regions, the groove regions being spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular wherein the second groove is formed from a number of groove regions which is reduced by one compared to the number of the first groove forming groove areas.
  • the advantage here is that a respective group of channels can be connected by means of the respective groove area and thus a meandering flow through the stator housing part can be effected.
  • Circumferential angle area overlaps and with a second groove area on the second end face of the stator housing part covered circumferential angle area.
  • the groove is designed as a single or multiple interrupted ring groove, in particular as an annular groove that is open everywhere along the groove in the axial direction, in particular wherein the ring axis of the ring groove is coaxial with the axial direction of the electric motor.
  • Machining tool in particular turning tool or milling tool, is simply or repeatedly moved axially into or pulled out of the continuous casting when machining the annular groove.
  • the number of groove areas is determined during manufacture by the number of axial movements.
  • a first groove area of the first groove connects the first channel to the second channel and a second groove area of the first groove connects a third channel to a fourth channel, a first groove area of the second groove connecting the second channel to the third channel and the second groove area of the second groove connects the fourth channel to another channel.
  • a connection for coolant, in particular water is attached to the stator housing part, which opens into the first channel, in particular wherein another connection for coolant, in particular water, is attached to the stator housing part, which opens into a channel spaced from the first.
  • an inlet must be attached to a first of the channels and an outlet for the cooling medium, in particular water, to another.
  • the intermediate part is axially on both sides
  • the advantage here is that a bearing flange can be aligned on the centering collar and thus the axis of the rotor of the electric motor is aligned coaxially with the cylinder axis of the cylindrical inner surface.
  • the radial distance here always refers to the distance to the axis of rotation of the rotor.
  • the stator housing part has, in particular radially outside the centering collar, a flat cutting surface on both end faces, the normal direction of which is aligned parallel to the axial direction, in particular the cutting surface delimiting the groove, the channels and the stator housing part in the axial direction or opposite to the axial direction .
  • the advantage here is that the annular groove can be introduced in a simple manner.
  • the flat surface can be used as a contact surface for a flat gasket.
  • the respective bearing flange has an annular groove, which in the circumferential direction preferably completely encircles the respective centering collar of the respective intermediate part, and in particular is continuous.
  • the centering collar is completely circumferential, in particular continuously, in the circumferential direction.
  • stator housing part has a discrete one
  • Rotational symmetry in particular with a 90 ° angle of rotation, with the axis of symmetry being the axis of rotation of the rotor of the electric motor.
  • the advantage here is that a particularly simple production is possible.
  • the respective groove is covered by a respective flat seal, which is arranged between the stator housing part and a respective intermediate part, the respective intermediate part, in particular by means of respective screws, to the
  • Stator housing part is pressed, in particular with the flat gasket being arranged radially outside the centering collar, in particular with a gasket being arranged on the centering collar projecting axially from the continuous casting profile part and sealing toward the bearing flange.
  • Flat gasket is sealed to the outside and is sealed inwards by means of the O-ring between the stator housing part and the bearing flange.
  • the flat seal is arranged at a first axial position between the bearing flange and the stator housing part, the flat seal being arranged at a second axial position between the bearing flange and the stator housing part, the first axial position being arranged closer to the channels than the second axial position, in particular wherein the radial distance area covered by the flat seal is arranged radially outside the radial distance area covered by the seal. It is advantageous that the flat seal seals against the external environment and the seal seals against the intermediate part.
  • FIG. 2 An electric motor according to the invention is shown exploded in an oblique view in FIG. In Figure 2, the electric motor is shown from a different direction.
  • FIG. 3 shows the stator housing part 1 of the electric motor in an oblique view.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the electric motor modified on the A side.
  • FIG. 4 A section of FIG. 4 is shown enlarged in FIG.
  • the electric motor has a stator housing part 1 made from a continuous cast part.
  • a stator winding 50 is provided in the stator housing part 1.
  • the rotor 41 of the electric motor is rotatably supported by bearings which are accommodated in flange parts 3 and 4, that is to say bearing flanges.
  • the A-side bearing flange 3 is made of metal, such as steel or aluminum, as a machined cast part.
  • the B-side bearing flange 4 is made from a continuous cast section.
  • the flange parts 3 and 4 are connected to the stator housing part 1 by means of screws, a respective intermediate part 5 being axially interposed.
  • the stator housing part 1 is arranged axially between the two intermediate parts 5 and / or between the two flange parts (3, 4).
  • the intermediate part 5 has a centering collar (6, 7) axially on both sides.
  • the first centering collar 6 of the B-side intermediate part 5 protrudes in the axial direction, the second centering collar against the axial direction.
  • the other intermediate part 5 is the reverse.
  • the respective intermediate part 5 is centered with its first centering collar 6 on the inner circumference of the continuous casting profile part 1.
  • the end face is easy to machine and an annular groove can be made very deep axially.
  • the stator housing part 1 has axially continuous channels 33 which are separated and spaced apart in the circumferential direction and which are used for the passage of the coolant. These channels 33 can be produced without additional effort, since they are in the direction of pull
  • the stator housing part 1 Radially inwards, ie towards the stator winding, the stator housing part 1 is shaped as an inner cylinder.
  • the channels 33 are arranged radially outside of the inner cylinder and can be produced in a continuous casting without any special effort and in a material-saving manner.
  • Centering collar 6 centers the intermediate part 5 directly on the inner cylinder. So that's it
  • Intermediate part 5 has a flat shape on its end face opposite the end face of the continuous casting profile part, so that a flat seal 21 arranged between the continuous casting profile part and intermediate part 5 can be pressed uniformly and thus the channels can be sealed.
  • Centering collar 20 is arranged and is thus covered by this flat seal 21 after placing a flat seal 21 on the axial end face of the continuous casting profile part. Since the flat gasket is pressed onto the flat surface areas of the end face of the continuous cast profile part, a high degree of protection, ie a high level of tightness, can be achieved.
  • the groove 32 thus enables coolant, in particular water, to pass from a first of the channels 33 to a second of the channels 33. Because the channels 33 extend in the axial direction, the groove 32, however, extends in the circumferential direction.
  • Such a groove 32 is also on the second axial side of the continuous casting profile part
  • the groove 32 is not completely circumferential in the circumferential direction in the first axial end region. All channels 33 which open into the groove are thus connected by means of the groove 32 for coolant exchange. In other words, the groove 32 is simply contiguous in the circumferential direction, in particular thus continuously or in one piece.
  • This groove 32 is thus composed of a plurality of groove areas spaced apart from one another.
  • the coolant flowing in via the connection 2 arranged on the stator housing part 1 and flowing radially through the housing surface up to a channel for coolant, in particular water, from this channel to the connected one Groove region 32 can be passed through as a distributor and from this groove region 32 acting as a distributor into another channel, from which the coolant then flows into the other groove 32 on the side axially facing away from the groove region 32 and from there through a further connection to the outside.
  • the ends of the stator winding are guided in the terminal box arranged on the outside of the stator housing part, in which a terminal board is arranged, so that supply lines can be electrically connected.
  • the intermediate part 5 is centered with its other centering collar 7 on the inner cylindrical surface of the second flange part 4.
  • the flange part 4 is sealed off from the intermediate part 5 by means of an O-ring 31.
  • the second flange part 4 is also designed as a further continuous casting profile part, the second flange part 4 having a machined casting part on its side facing away from the continuous casting profile part, which receives a bearing and is screw-connected to the further continuous casting profile part.
  • the intermediate part 5 arranged on the A side is likewise centered with its first centering collar on the inner surface of the continuous casting profile part and thus by means of a further one
  • each of the grooves 32 is subdivided into a plurality of groove regions, so that a meandering flow through the stator housing part 1 is made possible.
  • the first groove 32 that is to say the groove 32 arranged in the first axial end region, is composed of N groove regions, where N is a natural number.
  • the other groove 32 that is to say the groove 32 arranged in the other axial end region, is composed of N + 1 groove regions.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Elektromotor mit einem Statorgehäuseteil, wobei das Statorgehäuseteil aus einem Stranggussprofilteil, insbesondere Aluminium-Stranggussprofilteil, gefertigt ist, wobei das Stranggussprofilteil axial durchgehende, voneinander beabstandete Kanäle aufweist, wobei das Statorgehäuseteil, insbesondere in seinem ersten axialen Endbereich, eine erste, in axialer Richtung offene, insbesondere in eine erste axiale Stirnseite des Statorgehäuseteils eingebrachte, Nut aufweist, welche zumindest einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal in Umfangsrichtung verbindet, wobei das Statorgehäuseteil, insbesondere in seinem zweiten axialen Endbereich, eine zweite, entgegen der axialen Richtung offene, insbesondere in eine zweite axiale Stirnseite des Statorgehäuseteils eingebrachte, Nut aufweist, welche zumindest den zweiten Kanal mit einem dritten Kanal in Umfangsrichtung verbindet.

Description

Elektromotor mit einem Statorgehäuseteil
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Statorgehäuseteil.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen relativ zu einem Statorgehäuseteil drehbar gelagerten Rotor aufweist. Dabei nimmt das Statorgehäuseteil eine Statorwicklung auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen wassergekühlten Elektromotor kostengünstig und in hoher Schutzart herstellbar zu machen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit einem Statorgehäuseteil sind, dass das Statorgehäuseteil aus einem Stranggussprofilteil, insbesondere Aluminium- Stranggussprofilteil, gefertigt ist, wobei das Stranggussprofilteil axial durchgehende, voneinander beabstandete Kanäle aufweist, insbesondere wobei in einer mittig in dem Statorgehäuseteil angeordneten axial
durchgehenden Ausnehmung eine Statorwicklung angeordnet ist, wobei das Statorgehäuseteil, insbesondere in seinem ersten axialen Endbereich, eine erste, in axialer Richtung offene, insbesondere in eine erste axiale Stirnseite des Statorgehäuseteils eingebrachte, Nut aufweist, welche zumindest einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal in Umfangsrichtung verbindet, wobei das Statorgehäuseteil, insbesondere in seinem zweiten axialen Endbereich, eine zweite, entgegen der axialen Richtung offene, insbesondere in eine zweite axiale Stirnseite des Statorgehäuseteils eingebrachte, Nut aufweist, welche zumindest den zweiten Kanal mit einem dritten Kanal in Umfangsrichtung verbindet.
Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung ermöglicht, einen wassergekühlten Elektromotor kostengünstig und in hoher Schutzart herstellbar zu machen. Dabei ist das Statorgehäuseteil einfach und ohne Aufwand herstellbar. Denn es ist ein Stranggussprofilteil verwendbar, in welchem Ausnehmungen zur Bildung von Kanälen und eine mittige zylindrische Ausnehmung vorsehbar sind, in welcher die Statorwicklung aufnehmbar ist.
Somit muss zur Herstellung des Statorgehäuseteils das Stranggussprofilteil nur an beiden axialen Enden abgeschnitten, ein axial hervorstehender Zentrierbund spanend
herausgearbeitet werden und danach eine Nut von axialer Richtung herkommend in die erste Stirnseite und eine weitere Nut von der entgegengesetzten Richtung herkommend in die andere Stirnseite des Stranggussprofilteils eingebracht werden.
Beide Nuten laufen in Umfangsrichtung nicht vollständig um, verbinden aber jeweils Kanäle des Stranggussprofilteils. Auf die Stirnseite wird eine Flachdichtung aufgelegt, welche somit die Nut abdeckt. An dem axial hervorragenden Zentrierbund ist ein O-Ring in einer umlaufenden Ringnut aufgenommen, welche nach radial außen geöffnet ist. Der in der Ringnut aufgenommene O-Ring dichtet zum Lagerflansch hin ab
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Statorgehäuseteil eine Statorwicklung
aufgenommen, wobei ein Rotor des Elektromotors mittels zumindest eines Lagers drehgelagert ist, wobei das Lager in einem Lagerflansch aufgenommen ist, welcher mittels Schrauben mit dem
Statorgehäuseteil verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Statorwicklung mittels des von einem Kühlmedium durchströmten Statorgehäuseteil entwärmbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Rotor des Elektromotors mittels zumindest eines Lagers drehgelagert, wobei das Lager in einem Lagerflansch aufgenommen ist, insbesondere welcher mittels Schrauben mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist, wobei zwischen dem Lagerflansch und dem Statorgehäuseteil ein Zwischenteil angeordnet ist, wobei das Zwischenteil einen ersten, in axialer Richtung vom Zwischenteil hervorstehenden Zentrierbund aufweist, insbesondere welcher an der mittig in dem Statorgehäuseteil angeordneten axial durchgehenden Ausnehmung anliegt,
insbesondere wobei die Ausnehmung als zylindrische Innenoberfläche am
Statorgehäuseteil ausgeführt ist, wobei das Zwischenteil einen zweiten, entgegen der axialen Richtung vom Zwischenteil hervorstehenden Zentrierbund aufweist, insbesondere welcher am Lagerflansch anliegt.
Von Vorteil ist dabei, dass das die Kanäle aufweisende Statorgehäuseteil durch Abschneiden eines Stranggussprofilteils herstellbar ist, wobei die jeweilige Schnittfläche eben ausgeführt ist und sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung unbegrenzt ist. Denn die
Zentrierung der Lagerflansche für die Lagerung des Rotors erfolgt mittels des Zwischenteils, das einen in axialer Richtung aus dem Zwischenteil hervorragenden Zentrierbund aufweist, so dass dieser Zentrierbund anliegt und zentriert wird an den Statorgehäuseteil. Somit muss bei Herstellung des Statorgehäuseteils kein Zentrierbund spanend aus dem Stranggussprofilteil herausgearbeitet werden sondern ein bloßes Abschneiden des Stranggussprofilteils ist ausreichend.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Flachdichtung zwischen dem Zwischenteil und dem Statorgehäuseteil angeordnet, insbesondere wobei die Flachdichtung an der Stirnseite des Statorgehäuseteils anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass die Stirnseite eben ausgeführt ist und somit die Flachdichtung am Material des Statorgehäuseteils flächig, insbesondere eben, anliegt. Somit werden durch die Flachdichtung die Kanäle und die jeweilige Ringnut begrenzt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Statorgehäuseteil eine zylindrische
Innenoberfläche auf, welche der Statorwicklung zugewandt ist und/oder an welcher die Statorwicklung anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Formgebung für die Statorwicklung bewirkt ist. Die Statorwicklung ist durch die zylindrische Innenoberfläche nach radial außen begrenzt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der von der ersten Nut in Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich kleiner als 360° und
der von der zweiten Nut in Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich ist kleiner als 360° ist. Von Vorteil ist dabei, dass Kanäle miteinander mittels der ersten beziehungsweise zweiten Nut verbindbar sind. Dabei ist die erste Nut auf der ersten Stirnseite des
Statorgehäuseteils und die zweite Nut auf der zweiten Stirnseite des Statorgehäuseteils angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappen die jeweils von den Kanälen überdeckten Radialabstandsbereiche einander oder sind einander gleich, insbesondere wobei der kleinste Radialabstand jedes der Kanäle identisch ist. Von Vorteil ist dabei, dass die erste und die zweite Nut auf konstantem Radialabstand anordenbar sind, also als sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnuten ausführbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Nut aus zwei oder mehr Nutbereichen gebildet, wobei die Nutbereiche in Umfangsrichtung jeweils voneinander beabstandet sind, insbesondere wobei die zweite Nut aus einer Anzahl von Nutbereichen gebildet ist, welche um Eins verringert ist gegenüber der Anzahl der die erste Nut bildenden Nutbereichen. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des jeweiligen Nutbereichs eine jeweilige Gruppe von Kanälen verbindbar ist und somit ein mäanderförmiges Durchströmen des Statorgehäuseteils bewirkbar ist. Dafür ist vorteilhaft, wenn der von einem ersten Nutbereich auf der ersten Stirnseite des Statorgehäuseteils einen Umfangswinkelbereich überdeckt, welcher mit dem von einem ersten Nutbereich auf der zweiten Stirnseite des Statorgehäuseteils überdeckten
Umfangswinkelbereich überlappt und mit einem zweiten Nutbereich auf der zweiten Stirnseite des Statorgehäuseteils überdeckten Umfangswinkelbereich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Nut als einfache oder mehrfach unterbrochene Ringnut ausgeführt, insbesondere als entlang der Nut überall in axialer Richtung offene Ringnut ausgeführt, insbesondere wobei die Ringachse der Ringnut koaxial zur axialen Richtung des Elektromotors ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Kühlmedium-bezogene Verschaltung der Kanäle
miteinander beim Herstellen der Ringnut dadurch bewirkbar ist, dass das
Bearbeitungswerkzeug, insbesondere Drehwerkzeug oder Fräswerkzeug, beim spanenden Herstellen der Ringnut einfach oder mehrfach axial ins Stranggussteil hineinbewegt oder herausgezogen wird. Somit ist kein zusätzlicher Zeitaufwand zum Herstellen der Nutbereiche im Vergleich zu einer ununterbrochenen Nut erforderlich. Die Anzahl der Nutbereiche wird beim Herstellen durch die Anzahl der axialen Verfahrbewegungen bestimmt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verbindet ein erster Nutbereich der ersten Nut den ersten Kanal mit dem zweiten Kanal und ein zweiter Nutbereich der ersten Nut einen dritten Kanal mit einem vierten Kanal verbindet, wobei ein erster Nutbereich der zweiten Nut den zweiten Kanal mit dem dritten Kanal verbindet und der zweite Nutbereich der zweiten Nut den vierten Kanal mit einem weiteren Kanal verbindet. Von Vorteil ist dabei, dass eine mäanderförmige Durchströmung des
Statorgehäuseteils bewirkbar ist und somit eine möglichst gleichmäßige und effektive
Entwärmung der Statorwicklungen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Statorgehäuseteil ein Anschluss für Kühlmittel, insbesondere Wasser, angebracht ist, welcher in den ersten Kanal mündet, insbesondere wobei am Statorgehäuseteil ein weiterer Anschluss für Kühlmittel, insbesondere Wasser, angebracht ist, welcher in einen vom ersten beabstandeten Kanal mündet. Von Vorteil ist dabei, dass wegen der Herstellung durch Strangguss kein besonderer Aufwand zum Herstellen der Kanäle notwendig ist. Es ist mittels der Kanäle sogar Masse einsparbar.
Allerdings muss an einen ersten der Kanäle ein Zulauf angebracht werden und an einen anderen ein Ablauf für das Kühlmedium, insbesondere Wasser.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung steht am Zwischenteil axial beidseitig jeweils ein
Zentrierbund axial hervor, welcher radial innerhalb der Nut angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Lagerflansch an dem Zentrierbund ausrichtbar ist und somit die Achse des Rotors des Elektromotors koaxial zur Zylinderachse der zylindrischen Innenoberfläche ausgerichtet ist. Der Radialabstand bezieht sich hier immer auf den Abstand zur Drehachse des Rotors.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Statorgehäuseteil insbesondere radial außerhalb des Zentrierbundes an beiden Stirnseiten eine ebene Schnittfläche auf, deren Normalenrichtung parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist, insbesondere wobei die Schnittfläche die Nut, die Kanäle und das Statorgehäuseteil in axialer Richtung beziehungsweise entgegengesetzt zur axialen Richtung begrenzt. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringnut in einfacher Weise einbringbar ist. Außerdem ist die ebene Fläche als Auflagefläche für eine Flachdichtung verwendbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der jeweilige Lagerflansch eine den jeweiligen Zentrierbund des jeweiligen Zwischenteils aufnehmende in Umfangsrichtung vorzugsweise vollständig umlaufende, insbesondere ununterbrochene, Ringnut auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine präzise Zentrierung und Ausrichtung des Lagerflansches zum Zwischenteil und somit auch zum Statorgehäuseteil erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Zentrierbund in Umfangsrichtung vollständig umlaufend, insbesondere ununterbrochen, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine präzise Zentrierung und Ausrichtung des Zwischenteils und somit auch des Lagerflansches zum Statorgehäuseteil erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Statorgehäuseteil eine diskrete
Rotationssymmetrie, insbesondere mit 90° Drehwinkel, auf, wobei die Symmetrieachse die Drehachse des Rotors des Elektromotors ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Nut von einer jeweiligen Flachdichtung abgedeckt, welche zwischen dem Statorgehäuseteil und einem jeweiligen Zwischenteil angeordnet ist, wobei das jeweilige Zwischenteil, insbesondere mittels jeweiliger Schrauben, an das
Statorgehäuseteil angedrückt ist, insbesondere wobei die Flachdichtung radial außerhalb des Zentrierbundes angeordnet ist, insbesondere wobei eine Dichtung am axial aus dem Stranggussprofilteil hervorragenden Zentrierbund angeordnet und zum Lagerflansch hin abdichtet. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der zwischen dem Stranggussprofilteil und dem Lagerflansch angeordneten
Flachdichtung nach außen hin abgedichtet wird und mittels des Ö-Rings zwischen dem Statorgehäuseteil und dem Lagerflansch nach innen abgedichtet wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Flachdichtung an einer ersten axialen Position zwischen Lagerflansch und Statorgehäuseteil angeordnet, wobei die Flachdichtung an einer zweiten axialen Position zwischen Lagerflansch und Statorgehäuseteil angeordnet ist, wobei die erste axiale Position näher zu den Kanälen angeordnet ist als die zweite axiale Position, insbesondere wobei der von der Flachdichtung überdeckte Radialabstandsbereich radial außerhalb dem von der Dichtung überdeckten Radialabstandsbereich angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Flachdichtung zur äußeren Umgebung hin abdichtet und die Dichtung zum Zwischenteil hin abdichtet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor in Schrägansicht explodiert dargestellt. In der Figur 2 ist der Elektromotor aus einer anderen Blickrichtung gezeigt.
In der Figur 3 ist das Statorgehäuseteil 1 des Elektromotors in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 4 ist ein Längsschnitt durch den A-seitig modifizierten Elektromotor gezeigt.
In der Figur 5 ist ein Ausschnitt der Figur 4 vergrößert dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor ein aus einem Stranggussprofilteil hergestelltes Statorgehäuseteil 1 auf.
Im Statorgehäuseteil 1 ist eine Statorwicklung 50 vorgesehen.
Der Rotor 41 des Elektromotors ist über Lager drehbar gelagert, welche in Flanschteilen 3 und 4, also Lagerflanschen, aufgenommen sind. Der A-seitige Lagerflansch 3 ist aus Metall, wie Stahl oder Aluminium, als bearbeitetes Gussteil hergestellt. Der B-seitige Lagerflansch 4 ist aus einem Stranggussprofilteil hergestellt.
Die Flanschteile 3 und 4 sind mit dem Statorgehäuseteil 1 mittels Schrauben verbunden, wobei ein jeweiligen Zwischenteil 5 axial zwischengeordnet ist. Dabei ist das Statorgehäuseteil 1 axial zwischen den beiden Zwischenteilen 5 und/oder zwischen den beiden Flanschteilen (3, 4) angeordnet.
Das Zwischenteil 5 weist axial beidseitig jeweils einen Zentrierbund (6, 7) auf. Der erste Zentrierbund 6 des B-seitigen Zwischenteils 5 ragt in axialer Richtung hervor, der zweite Zentrierbund entgegen der axialen Richtung.
Beim anderen Zwischenteil 5 ist es umgekehrt. Somit ist das jeweilige Zwischenteil 5 mit seinem ersten Zentrierbund 6 am Innenumfang des Stranggussprofilteils 1 zentriert. Auf diese Weise ist die Stirnseite einfach bearbeitbar und eine Ringnut axial sehr tief einbringbar.
Das Statorgehäuseteil 1 weist axial durchgehende, in Umfangsrichtung voneinander separiert und beabstandete Kanäle 33 auf, die zur Durchleitung des Kühlmittels genutzt werden. Diese Kanäle 33 sind ohne zusätzlichen Aufwand herstellbar, da sie sich in Ziehrichtung des
Stranggussprofilteils erstrecken und somit materialsparend vorsehbar sind. Nach radial innen, also zur Statorwicklung hin ist das Statorgehäuseteil 1 als Innenzylinder geformt. Radial außerhalb des Innenzylinders sind die Kanäle 33 angeordnet, welche beim Stranggießen ohne besonderen Aufwand und materialsparend fertigbar sind. Mit dem
Zentrierbund 6 zentriert sich das Zwischenteil 5 direkt am Innenzylinder. Somit ist das
Zwischenteil 5 an seiner der Stirnseite des Stranggussprofilteils gegenüberliegenden Stirnseite eben geformt, so dass eine zwischen Stranggussprofilteil und Zwischenteil 5 angeordnete Flachdichtung 21 gleichmäßig anpressbar ist und somit die Kanäle abdichtbar sind.
In das Stranggussprofilteil ist eine in Umfangsrichtung verlaufende, axial ins
Stranggussprofilteil hineinragende Nut 32 eingebracht, die radial außerhalb des
Zentrierbundes 20 angeordnet ist und somit nach Auflegen einer Flachdichtung 21 auf die axiale Stirnseite des Stranggussprofilteils von dieser Flachdichtung 21 abgedeckt wird. Da die Flachdichtung auf ebene Flächenberieche der Stirnseite des Stranggussprofilteils angedrückt wird, ist eine hohe Schutzart, also hohe Dichtigkeit erreichbar.
Die Nut 32 ermöglicht somit, dass Kühlmittel, insbesondere Wasser, von einem ersten der Kanäle 33 zu einem zweiten der Kanäle 33 gelangt. Denn die Kanäle 33 erstrecken sich in axialer Richtung, die Nut 32 hingegen erstreckt sich in Umfangsrichtung.
Auch auf der zweiten axialen Seite des Stranggussprofilteils ist eine solche Nut 32
eingebracht.
Die Nut 32 ist im ersten axialen Endbereich nicht vollständig umlaufend in Umfangsrichtung ausgeführt. Alle Kanäle 33, welche in die Nut münden, sind somit mittels der Nut 32 zum Kühlmittelaustausch verbunden. Anders ausgedrückt, ist die Nut 32 in Umfangsrichtung einfach zusammenhängend, insbesondere also ununterbrochen oder einstückig, ausgeführt.
Die Nut 32 am zweiten axialen Endbereich des Stranggussprofilteils ist jedoch in
Umfangsrichtung einfach oder mehrfach unterbrochen ausgeführt. Diese Nut 32 ist somit aus mehreren voneinander beabstandeten Nutberiechen zusammengesetzt.
Auf diese Weise ist das über den am Statorgehäuseteil 1 angeordneten, radial durch die Gehäuseoberfläche bis zu einem Kanal durchgehenden Anschluss 2 für Kühlmittel einströmende Kühlmittel, insbesondere Wasser, von diesem Kanal zu dem verbundenen Nutbereich 32 als Verteiler durchleitbar und von diesem als Verteiler fungierenden Nutbereich 32 in einen anderen Kanal hinein, von dem das Kühlmittel dann auf der von dem Nutbereich 32 axial abgewandten Seite in die andere Nut 32 einströmt und von dort durch einen weiteren Anschluss nach außen.
Auf diese Weise ist durch den oder die in einem ersten Umfangswinkelbereich angeordnete Kanäle 33 ein Durchströmen in axialer Richtung ermöglicht und durch in einem anderen Umfangswinkelbereich angeordnete Kanäle 33 ein Durchströmen entgegen der axialen Richtung.
Die Enden der Statorwicklung sind in den an der Außenseite des Statorgehäuseteils angeordneten Anschlusskasten geführt, in welchem ein Klemmenbrett angeordnet ist, so dass Versorgungsleitungen elektrisch verbindbar sind.
Beim Anschrauben des ersten Flanschteils 3, insbesondere Lagerflansch, wird die
Flachdichtung 21 an das Statorgehäuseteil 1 angedrückt und somit der Bereich des
Kühlmittels zur äußeren Umgebung hin und auch zum Innenraumberiech des Motors hin abgedichtet.
Das Zwischenteil 5 wird mit seinem anderen Zentrierbund 7 an der innenzylindrischen Fläche des zweiten Flanschteils 4 zentriert. Mittels eines O-Rings 31 wird das Flanschteil 4 zum Zwischenteil 5 hin abgedichtet.
Das zweite Flanschteil 4 ist ebenfalls als weiteres Stranggussprofilteil ausgeführt, wobei das zweite Flanschteil 4 auf seiner vom Stranggussprofilteil abgewandten Seite ein bearbeitetes Gussteil aufweist, welches ein Lager aufnimmt und schraubverbunden ist mit dem weiteren Stranggussprofilteil.
Das A-seitig angeordnete Zwischenteil 5 ist ebenfalls mit seinem ersten Zentrierbund an der Innenoberfläche des Stranggussprofilteils zentriert und somit mittels einer weiteren
Flachdichtung, die zwischen der Stirnseite des Stranggussprofilteils und dem Zwischenteil 5 angeordnet ist, zur äußeren Umgebung hin abdichtbar. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird jede der Nuten 32 in mehrere Nutbereiche unterteilt, so dass ein mäandrierendes Durchströmen des Statorgehäuseteils 1 ermöglicht ist. Insbesondere wird die erste Nut 32, also die im ersten axialen Endbereich angeordnete Nut 32 aus N Nutbereichen zusammengesetzt, wobei N eine natürliche Zahl ist. Dann wird die andere Nut 32, also die im anderen axialen Endbereich angeordnete Nut 32 aus N + 1 Nutbereichen zusammengesetzt.
Bezugszeichenliste
1 Statorgehäuseteil
2 Anschluss für Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser
3 erstes Flanschteil, insbesondere Lagerflansch
4 zweites Flanschteil, insbesondere Lagerflansch
5 Zwischenteil
6 erster Zentrierbund
7 zweiter Zentrierbund
8 Hohlraum
21 Flachdichtung
30 Statorwicklung
31 O-Ring
32 Nut
33 Kanal
40 Winkelsensor
41 Rotor
50 Statorwicklung
51 Blechpaket

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor mit einem Statorgehäuseteil, wobei das Statorgehäuseteil aus einem Stranggussprofilteil, insbesondere Aluminium- Stranggussprofilteil, gefertigt ist, wobei das Stranggussprofilteil axial durchgehende, voneinander beabstandete Kanäle (33) aufweist, insbesondere wobei in einer mittig in dem Statorgehäuseteil angeordneten axial
durchgehenden Ausnehmung eine Statorwicklung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuseteil, insbesondere in seinem ersten axialen Endbereich, eine erste, in axialer Richtung offene, insbesondere in eine erste axiale Stirnseite des Statorgehäuseteils eingebrachte, Nut aufweist, welche zumindest einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal in Umfangsrichtung verbindet, wobei das Statorgehäuseteil, insbesondere in seinem zweiten axialen Endbereich, eine zweite, entgegen der axialen Richtung offene, insbesondere in eine zweite axiale Stirnseite des Statorgehäuseteils eingebrachte, Nut aufweist, welche zumindest den zweiten Kanal mit einem dritten Kanal in Umfangsrichtung verbindet.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Statorgehäuseteil eine Statorwicklung aufgenommen ist.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Rotor des Elektromotors mittels zumindest eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei das Lager in einem Lagerflansch aufgenommen ist, insbesondere welcher mittels Schrauben mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist, wobei zwischen dem Lagerflansch und dem Statorgehäuseteil ein Zwischenteil angeordnet ist, wobei das Zwischenteil einen ersten in axialer Richtung vom Zwischenteil
hervorstehenden Zentrierbund aufweist, insbesondere welcher an der mittig in dem Statorgehäuseteil angeordneten axial durchgehenden Ausnehmung anliegt,
insbesondere wobei die Ausnehmung als zylindrische Innenoberfläche am
Statorgehäuseteil ausgeführt ist, wobei das Zwischenteil einen zweiten, entgegen der axialen Richtung vom Zwischenteil hervorstehenden Zentrierbund aufweist, insbesondere welcher am Lagerflansch anliegt.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Flachdichtung zwischen dem Zwischenteil und dem Statorgehäuseteil angeordnet ist, insbesondere wobei die Flachdichtung an der Stirnseite des Statorgehäuseteils anliegt.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der von der ersten Nut in Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich kleiner als 360° ist und dass der von der zweiten Nut in Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich kleiner als 360° ist.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweils von den Kanälen überdeckten Radialabstandsbereiche einander überlappen oder gleichen, insbesondere wobei der kleinste Radialabstand jedes der Kanäle (33) identisch ist.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Nut aus zwei oder mehr Nutbereichen gebildet ist, wobei die Nutbereiche in Umfangsrichtung jeweils voneinander beabstandet sind, insbesondere wobei die zweite Nut aus einer Anzahl von Nutbereichen gebildet ist, welche um Eins verringert ist gegenüber der Anzahl der die erste Nut bildenden Nutbereichen.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nut als einfache oder mehrfach unterbrochene Ringnut ausgeführt ist, insbesondere als entlang der Nut überall in axialer Richtung offene Ringnut ausgeführt ist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringnut koaxial zur axialen Richtung des Elektromotors ist.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erster Nutbereich der ersten Nut den ersten Kanal mit dem zweiten Kanal verbindet und ein zweiter Nutbereich der ersten Nut einen dritten Kanal mit einem vierten Kanal verbindet, wobei ein erster Nutbereich der zweiten Nut den zweiten Kanal mit dem dritten Kanal verbindet und der zweite Nutbereich der zweiten Nut den vierten Kanal mit einem weiteren Kanal verbindet.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Statorgehäuseteil ein Anschluss für Kühlmittel, insbesondere Wasser, angebracht ist, welcher in den ersten Kanal mündet, insbesondere wobei am Statorgehäuseteil ein weiterer Anschluss für Kühlmittel, insbesondere Wasser, angebracht ist, welcher in einen vom ersten beabstandeten Kanal mündet.
1 1. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und/oder der zweite Zentrierbund des Zwischenteils radial innerhalb der Nut angeordnet ist.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Statorgehäuseteil radial außerhalb des Zentrierbundes an beiden Stirnseiten eine ebene Schnittfläche aufweist, deren Normalenrichtung parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist, insbesondere wobei die die Schnittfläche enthaltende Ebene die Nut, die Kanäle (33) und das Statorgehäuseteil in axialer Richtung beziehungsweise entgegengesetzt zur axialen Richtung begrenzt.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der jeweilige Lagerflansch eine den Zentrierbund aufnehmende in Umfangsrichtung vorzugsweise vollständig umlaufende, insbesondere ununterbrochene, Ringnut aufweist und/oder dass der Zentrierbund in Umfangsrichtung vollständig umlaufend, insbesondere ununterbrochen, ausgeführt ist, und/oder dass das Statorgehäuseteil eine diskrete Rotationssymmetrie, insbesondere mit 90° Drehwinkel, aufweist, wobei die Symmetrieachse die Drehachse des Rotors des Elektromotors ist.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweilige Nut von einer jeweiligen Flachdichtung abgedeckt ist, welche zwischen dem Statorgehäuseteil und einem jeweiligen Lagerflansch angeordnet ist, wobei der jeweilige Lagerflansch insbesondere mittels jeweiliger Schrauben an das
Statorgehäuseteil angedrückt ist, insbesondere wobei die Flachdichtung radial außerhalb des Zentrierbundes angeordnet ist. insbesondere wobei eine Dichtung, insbesondere O-Ring, am axial aus dem Zwischenteil hervorragenden Zentrierbund angeordnet ist und zum Lagerflansch hin abdichtet.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flachdichtung an einer ersten axialen Position zwischen Zwischenteil und
Statorgehäuseteil angeordnet ist, die Dichtung an einer zweiten axialen Position zwischen Lagerflansch und Zwischenteil angeordnet ist, wobei die erste axiale Position näher zu den Kanälen angeordnet ist als die zweite axiale Position, insbesondere wobei der von der Flachdichtung überdeckte Radialabstandsbereich radial außerhalb dem von der Dichtung überdeckten Radialabstandsbereich angeordnet ist.
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