WO2023001556A1 - Kühlkörperring, elektrischer motor und antriebsanordnung mit einem solchen kühlkörperring - Google Patents

Kühlkörperring, elektrischer motor und antriebsanordnung mit einem solchen kühlkörperring Download PDF

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WO2023001556A1
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heat sink
ring
cooling
electric motor
wall
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PCT/EP2022/068717
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Martin Riedel
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Kuka Deutschland Gmbh
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    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air

Definitions

  • the invention relates to a heatsink ring for attachment to an outer casing wall of a heat-dissipating electric motor.
  • the invention also relates to an electric motor with such a heat sink ring and a Antriebsan arrangement comprising an electric motor with such a heat sink ring.
  • DE 102004007 395 B4 describes a motor generator with a cover-integrated base plate, which has a large number of through-holes as cooling air passages, which are arranged parallel to the radial direction.
  • the base plate is screwed to the front of a second housing component of the motor generator using screws.
  • the object of the invention is to provide a heatsink ring, in particular an electric motor with such a heatsink ring and in particular a drive arrangement with such a heatsink ring, through which heatsink ring the heat dissipation from the electric motor is improved.
  • the object is achieved by a heatsink ring for fastening to an outer casing wall of a heat-dissipating electric motor, having:
  • Circumferential cooling fins limit a flow channel for radially and / or tangentially flowing air
  • cooling ribs laterally delimited flow channel from the outside, such that an air flow that has entered the flow channel in a first region of a side of the heat sink ring facing the incoming air is deflected into a second region of a side of the heat sink ring facing away from the incoming air.
  • the heat sink ring can be designed either as a closed ring or as an open, ie slotted, ring. However, the ring must at least extend more than 180 20 degrees around the circumference of the outer casing wall of the motor, so that after the cooling body ring has been pushed axially onto the outer casing wall of the heat-emitting electric motor, the cooling body ring is radially fixed in a form-fitting manner.
  • a non-positive or frictional connection may be sufficient, for example by means of a resilient design of the heatsink ring.
  • a spring-elastic design of the heat sink ring can be achieved, for example, by designing the heat sink ring as a slotted ring. Due to the radial form-fitting fixation and the axial push-on The heatsink ring can easily be retrofitted to a motor without the motor as such having to be structurally modified, for example by redesigning the motor housing. By attaching an additional heatsink ring to an outer jacket wall of a heat-dissipating electric motor, such an existing motor can be upgraded with a heatsink ring in order to increase its heat dissipation capability.
  • the cooling body ring is particularly suitable for a cooling air flow to flow around it, which is fed radially to the motor, so that the motor flows perpendicularly to its axial extension and in particular flows around it.
  • the axial extent of the motor results from the axial alignment of the motor shaft of the motor.
  • the peripheral inner wall of the heat sink ring forms an inward-facing lateral surface of the heat sink ring. With the inner wall running around, the cooling body ring is at least largely or completely flush with the outer casing wall of the electric motor when the cooling body ring is plugged onto the motor.
  • Heat is transferred via the contact surface of the circumferential inner wall of the heat sink ring with the outer jacket wall of the electric motor in order to dissipate the heat generated in the motor to the heat sink ring Heatsink ring and the outer jacket wall of the electric motor be interposed a thermal paste.
  • the circumferential inner wall of the heat sink ring does not necessarily have to be completely 360 degrees, rather, as already mentioned, the ring can only extend over an angle between 180 degrees and 360 degrees, so that the inner wall of the heat sink ring only over a part of 360 degrees.
  • the peripheral inner wall of the cooling body perring can optionally also be interrupted, for example when the cooling body ring is designed as a slotted ring or the cooling body ring has indentations, window cutouts or recesses on the inside despite being designed as a closed ring.
  • the cross-sectional contour of the heatsink ring which is adapted to the shape of the outer casing wall of the electric motor, is to be understood in such a way that the largest possible contact surface is achieved between the heatsink ring and the motor, i.e. between the circumferential inner wall of the heatsink ring and the outer casing wall of the electric motor.
  • the cross-sectional contour of the heatsink ring does not necessarily have to be identical to the cross-sectional contour of the motor. Rather, despite a largely adapted cross-sectional contour, i.e. offering the largest possible contact surface between the heatsink ring and the motor, the cross-sectional contour of the heatsink ring can deviate slightly from the cross-sectional contour of the motor.
  • the cross-sectional contour of the heatsink ring can, if appropriate, be designed identically to the cross-sectional contour of the motor.
  • the heat sink ring is pushed onto the outer casing wall of the electric motor in the axial direction in a direction parallel to the axis of rotation of the motor shaft of the motor.
  • the circumferential cooling ribs extending radially outwards can be continuous over the entire circumference of the cooling body ring, or in the case of a design of the cooling body ring of less than 360 degrees over a corresponding partial circumference.
  • the radially outward path can stretching circumferential cooling ribs over the entire circumference of the cooling body ring, or if the cooling body is designed to be interrupted by rings of less than 360 degrees over a corresponding partial circumference, ie a circumferential cooling rib arranged in an axial height position can be formed by two or more partial circumferential cooling ribs.
  • the cooling fins arranged around the circumference of the heatsink ring are to be understood in this context of the disclosure in this broad sense.
  • the circumferential cooling ribs or the two or more partial circumferential cooling ribs extend parallel to one another at a distance from one another, so that two immediately adjacent circumferential cooling ribs or partial circumferential cooling ribs delimit a flow channel for radially and/or tangentially flowing air.
  • the flow channels delimited by them can also be referred to as partial flow channels.
  • the baffle sections cover at least one flow channel laterally delimited by the peripheral cooling ribs in sections from the outside.
  • the guide wall sections can divert an air flow that has entered the flow channel in a first area of a side of the heatsink ring facing the inflowing air into a second area of a side of the heatsink ring facing away from the inflowing air.
  • the cooling body ring serves in particular to be used for a flow of cooling air, which is supplied radially to the motor, so that the motor is flown against and in particular flows around perpendicularly to its axial extension.
  • another function is to promote or ensure that the air flow around the heatsink ring is as homogeneous as possible and thus around the engine. This affects both a complete flow around the engine, including on the side facing away from the air, and an at least reasonably uniform flow through the cooling fin channels, especially the flow channels that are in the slipstream of the engine, i.e. the side of the engine facing away from the inflowing cooling air.
  • the heatsink ring has the additional guide wall sections, which close the radial fins, ie the cooling fins in order, from the outside and thus form closed channels.
  • these guide wall sections can be open on the engine side or inwards and guide the air directly along the engine jacket surface.
  • the guide wall sections can be geometrically matched to the surrounding cooling fins and designed in such a way that they open out into individual cooling fin channels in a targeted manner. By varying the number of openings and their height, the air flow and air distribution around the engine can be specifically influenced.
  • the inlet of the guide wall sections can be located in particular on both sides next to the engine in the area of the center plane of the engine. This is where the air comes together, for example from many cooling rib channels in front of the motor, which cannot escape over the motor due to the circumferential cooling ribs of the heat sink ring. Additional, possibly funnel-shaped guide elements at the entrance are optionally possible.
  • the bulkhead cooling ribs In addition to a tangential or circumferential air flow, additional Additional bulkhead cooling ribs, ie top ribs of the heatsink ring on the rear of the engine, ie on the front for air ducting, the bulkhead cooling ribs have the particular function of directing the air flow, which runs over the front of the engine, into central cooling rib channels that do not have bulkhead cooling ribs tend to be poorly flowed through.
  • further guide elements can also direct the air downwards again after the engine in the middle area.
  • the heat sink ring can be specially matched to the heat sink with the niche, as will be described in more detail below.
  • the baffle sections can be pulled much further around the engine.
  • the barrel outlets can, for example, be in the area of the motor side facing away from the air - the inlets of the guide channels are again on both sides next to the motor - in the area of the motor center plane.
  • An arrangement of cooling fins that run horizontally and radially can enable a trouble-free tangential flow around the engine body, with the heat-dissipating surface surface can be quintupled, for example, in the area of the motor side.
  • the surface of the top or rear of the motor is also provided with cooling fins, which means that the heat-dissipating surface can be doubled again, for example.
  • a close connection - preferably a clamp connection of the lateral surfaces - creates a large-area contact between the heat sink ring and the motor.
  • the contact can be made both on the side surface and also on the back of the motor.
  • the ring When the ring is under tension, it can have elastic or more elastic areas that allow deformation and snuggling.
  • the heat transfer can be improved by using a thermal compound between the motor and the heatsink ring.
  • the heatsink ring can thus be tightly secured around the motor, preferably by clamping.
  • the heat sink ring is always motor-specific and adapted to the motor geometry.
  • the heat sink ring can be made of a material with good thermal conductivity, preferably a metal, preferably aluminum, and is preferably produced in one piece as a cast construction or metal 3D print.
  • the heat sink ring can also be produced in two or more parts in a differential construction. The latter enables a kind of modular system with scalable basic elements, such as a retaining ring, several radial cooling elements, which have the peripheral cooling ribs, and air guiding elements, which have sections of the baffle. This enables a simple and inexpensive modification or adaptation of the heatsink ring to different geometries of the motor.
  • the heatsink ring according to the invention can be used not only for cooling engines but also for cooling other bodies, such as containers with hot fluids, or the like.
  • the at least one baffle section may be releasably attached to one or more circumferential fins for reattachment such that an existing baffle section may be removed from its current location on the circumferential fins and reattached to a different location on the circumferential fins.
  • each guide wall section can have clamping sections which are designed for clamping the respective guide wall section to one or two immediately adjacent cooling fins in order.
  • a respective baffle section can also be clamped between two immediately adjacent circumferential cooling fins.
  • the at least one baffle section can be formed in one piece on the heat sink ring, manufactured by means of an adjustable mold insert, such that by adjusting and/or remounting the mold
  • Use heat sink rings can be manufactured with differently positioned guide wall sections.
  • the cooling body can be perring produced, for example, by a casting process.
  • those molding tool inserts are used within a mold for the production of cast heat sink rings, which form the guide wall sections, are arranged on the mold adjustable or remountable.
  • heat sink rings can be produced which have differently positioned guide wall sections or have a different number of guide wall sections or have differently shaped guide wall sections.
  • the flow channels delimited by the circumferential cooling ribs can be open at least in sections towards the inner wall, so that the flow channels are not delimited on the inner circumference by the inner wall of the cooling body ring, but rather in a fastened state of the cooling body ring on a motor, the flow channels at least in sections of the outer casing wall of the motor.
  • the cooling air flow can be guided directly along the outer casing wall of the motor.
  • the flow cross section in the individual flow channels can be increased with the boundary walls omitted.
  • material and consequently weight can be saved on the heat sink ring.
  • the heat sink ring can have at least one end wall section on which a plurality of end wall cooling ribs are arranged.
  • the end wall cooling ribs can be designed to direct the air flow that has entered the first area of the side of the heat sink ring facing the inflowing air into the second area of the side of the heat sink ring facing away from the inflowing air, with the end wall cooling ribs running obliquely or in an arc shape over the width of the first Area entered air flow concentrate in a central portion of the second area.
  • the end wall cooling ribs can preferably or completely cross, i.e. in particular in an orientation analogous to a secant of a circle, over the end face of the engine.
  • a plurality of end wall cooling ribs can extend over the end face, aligned at least essentially parallel to one another.
  • the end wall cooling ribs can have asymmetrical courses in a second surface half of the end wall section compared to the courses of end wall cooling ribs in a first surface half of the end wall section. This means that the end wall cooling ribs do not have to be mirror-symmetrical or identical in design with respect to a center line, but can be arranged to run in different ways. Relative to a vertical center line, the end wall cooling ribs can run differently in a left half than the end wall cooling ribs in a right half of the end wall section.
  • the end wall section does not necessarily have to be of closed surface design, but can, for example, NEN window section or even two or more window sections have. If, for example, a window cutout is formed in a central area of the bulkhead section, for example to create space for a rear bulge or a rear projection on the engine, this bulge or projection can protrude through the window cutout when the heat sink ring is on the engine is stretched.
  • the front wall cooling ribs can run in such a way that a cooling air flow directed onto the bulge or the protrusion is guided around the bulge or the protrusion by means of the front wall cooling ribs and optionally brought together again at least partially or completely behind the bulge or the projection.
  • the heat sink ring can be designed to be spring-elastic, such that the heat sink ring can be clamped onto the motor with its peripheral inner wall resting against an outer jacket wall of a heat-emitting electric motor.
  • the heatsink ring can have screw flange sections, to which clamping screws can be attached in order to be able to clamp a slotted cooling body ring by tightening the clamping screws on the motor.
  • Such clamping screws can be expedient, particularly if the heat sink ring as such cannot exert a sufficiently high spring clamping force on the motor, or the heat sink ring is essentially not designed to be resilient at all.
  • the object is also achieved by an electric motor having a rotor with a motor shaft, a stator, in in which the rotor is rotatably arranged, and a motor housing with an outer casing wall, with a heat sink ring according to at least one of the described embodiments being arranged on the outer casing wall of the electric motor.
  • the outer casing wall can be part of the motor housing.
  • the stator can be fastened in the motor housing.
  • a drive arrangement having a heat-dissipating electric motor, a heat sink ring arranged on the electric motor according to at least one of the described embodiments, and a cooling device which comprises at least one heat sink and at least one fan that acts on the heat sink with air.
  • the heat sink has a niche into which the heat sink ring protrudes when the electric motor is installed on the drive arrangement, so that the air introduced by the fan into the ducts of the heat sink enters the heat sink ring on one side and on at least one side the opposite side of the heat sink ring exits again to re-enter the heat sink.
  • the cooling body ring serves in particular to be used for a flow of cooling air, which is supplied radially to the motor, so that the motor is flown against and in particular flows around perpendicularly to its axial extension.
  • the cooling air flow can be brought into an inflow by means of the cooling element of the cooling device, which is fed radially to the motor, so that the motor is flowed perpendicularly to its axial extension and in particular flows around it.
  • the cooling device comprises at least one fan, so that forced convection is achieved on the heat sink and on the heat sink ring.
  • the heatsink ring has the additional guide wall sections, which close the radial fins, ie the cooling fins in order, from the outside and thus form closed channels.
  • the peripheral cooling ribs can have recesses on their peripheral outer edges, which are aligned in the axial direction with one another in such a way that one or more channel-like undercuts are formed, into which lamellae of the cooling body protrude in the arrangement of the cooling body ring inserted into the niche of the cooling body.
  • two adjacent end wall cooling fins can each delimit a flow channel of the heat sink ring, with the flow channels of the heat sink ring being aligned with flow channels of the heat sink in the arrangement of the heat sink ring inserted into the niche of the heat sink and/or opening into them.
  • the end wall cooling ribs can in particular be aligned with the flow channels of the heat sink and/or open into them in such a way that a flow of cooling air coming from the heat sink is diverted within the niche, i.e. in the end wall section of the heat sink perring, and after flowing through the niche at the other end of the heatsink ring at least partially or completely in a middle area, ie central Be is richly merged where the cooling air flow after leaving the heatsink ring re-enters the heatsink.
  • Concrete exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the attached figures. Specific features of these exemplary exemplary embodiments can represent general features of the invention, regardless of the specific context in which they are mentioned, if appropriate also considered individually or in further combinations.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive arrangement with an electric motor and an exemplary heat sink ring according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the heat sink of the drive arrangement with the heat sink ring inserted into the niche
  • Fig. 3 is a perspective view of the heat sink of the drive assembly according to FIG. 2 with the heat sink ring set into the niche,
  • FIG. 4 is a perspective view of the heat sink ring from above, 5 shows a perspective representation of the heat sink ring from below,
  • FIG. 6 shows a perspective view of the heat sink ring from a side facing the inflowing air
  • FIG. 7 shows an enlarged partial view of the heat sink ring according to FIG. 6 in the area of guide wall sections on a side facing the inflowing air
  • Fig. 8 is a perspective view of the heat sink ring from a side facing away from the air flowing in
  • Fig. 9 is an enlarged partial view of the
  • Heat sink ring according to FIG. 8 in the area of baffle sections on a side facing away from the inflowing air.
  • FIGS. 1 to 3 An exemplary embodiment of a drive arrangement 1 is shown in FIGS. 1 to 3 .
  • the drive assembly 1 has a heat-emitting electric motor 2 see.
  • a heat sink ring 3 according to the invention is arranged on the motor 2 .
  • the electric motor 2 has a rotor with a motor shaft 2a, a stator 2b in which the rotor is rotatably arranged, and a motor housing with an outer casing wall 2c.
  • a motor housing with an outer casing wall 2c.
  • the heatsink ring 3 according to the invention attached or clamped.
  • the drive arrangement 1 also has a cooling device, which comprises at least one heat sink 4 and at least one fan 5 that acts on the heat sink 4 with air.
  • the heat sink 4 has a niche 6 into which the heat sink ring 3 protrudes when the electric motor 2 is installed on the drive arrangement 1, so that the air introduced by the fan 5 into channels 7 of the heat sink 4 flows on one side (in Fig . 2, for example, above) enters the heat sink ring 3 and exits the heat sink ring 3 again at an at least substantially opposite side (in Fig. 2, for example, below) in order to re-enter the heat sink 4, as indicated by the arrows P in 2 is indicated.
  • FIGS. 4 to 9 the heat sink ring 3 is shown in more detail in the respective isolated positions.
  • the cooling body ring 3 has a circumferential inner wall 8 with a cross-sectional contour adapted to the shape of the outer casing wall 2c of the electric motor 2, such that the cooling body ring 3 can be pushed onto the outer casing wall 2c of the electric motor 2 in the axial direction A.
  • the heatsink ring 3 comprises a plurality of circumferentially arranged over its circumference, radially outwardly extending circumferential cooling ribs 9, which are aligned parallel to one another and extend at a distance from one another, so that each Weil two immediately adjacent circumferential cooling ribs 9 have one Limit flow channel 10 for radially and/or tangentially flowing air.
  • the heat sink ring 3 comprises a plurality of baffle wall sections 11 arranged on the heat sink ring 3, each of which partially covers at least one flow channel 10 laterally delimited by the circumferential cooling fins 9 from the outside in such a way that a flow channel 10 in a first region of one of the On the side facing the incoming air (in front in FIG. 6) of the cooling body ring 3, the air flow that has entered is deflected into a second region of a side facing away from the incoming air (in front of ne in FIG. 8) of the cooling body ring 3.
  • the at least one guide wall section 11 can either be releasably attached to a circumferential cooling fin 9 or to a plurality of circumferential cooling fins 9 for reattachment, in such a way that an existing guide wall section 11 is removed from its current location on the circumferential cooling fins 9 and at a different location on the circumferential cooling fins 9 can be attached again, or the at least one baffle section 11 can be made in the case of a one-piece design on the cooling body perring 3 by means of an adjustable mold insert (not shown), such that set by Ver and / or remounting the mold Use of heat sink rings 3 with differently positioned guide wall sections 11 can be manufactured.
  • the flow channels 10 delimited by the circumferential cooling ribs 9 can be open at least in sections towards the inner wall 8, for example through the window cutouts 12 shown, so that the flow channels 10 on the inner circumferential side do not penetrate through the inner wall 8 of the heat sink ring 3 be limited, but in a fixed state of the heatsink ring 3 on a motor 2, the flow channels 10 at least partially limited by the outer casing wall 2c of the motor 2 who the.
  • the cooling body ring 3 is designed to be spring-elastic in such a way that the cooling body ring 3 can be clamped onto the motor 2 with its circumferential inner wall 8 lying against an outer casing wall 2c of the heat-emitting electric motor 2 .
  • the heat sink ring 3 can be made, for example, from a material with high thermal conductivity that has a certain material elasticity, such as aluminum.
  • the heat sink ring 3 can have a slot 13 which promotes elastic expansion of the heat sink ring 3 .
  • the heatsink ring 3 has, for example, a plurality of end wall sections 14 on which a plurality of end wall cooling fins 15 are arranged.
  • the end wall cooling ribs 15 are designed to guide the heat entering the first region of the side of the cooling body ring 3 facing the inflowing air (at the front in FIG. 6).
  • the end wall cooling ribs 15 can be in a second surface half of the end wall section 14, for example the left half of the circle in FIG. 2, compared to the courses of end wall cooling ribs 15 in a first half of the surface of the end wall section 14, for example the right half of the circle in FIG. 2, have asym metric courses.
  • the end wall cooling ribs 15a shown on the left can be designed to run in an arc in a second surface half of the end wall section 14 and the end wall cooling ribs 15b shown on the right can be designed to run straight in the first half of the surface of the end wall section 14.
  • the peripheral cooling ribs 9 have recesses 16 on their peripheral outer edges, which are aligned with one another in the axial direction in such a way that one or more channel-like undercuts are formed, into which lamellae 17 of the heat sink 4 in the niche 6 of the heat sink 4 used arrangement of
  • Two adjacent end wall cooling ribs 15 each delimit a flow channel of the cooling body ring 3, the flow channels of the cooling body ring 3 being aligned with flow channels of the cooling body 4 in the arrangement of the cooling body ring 3 inserted into the niche 6 of the cooling body 4 and/or opening into them, as is the case in particular can be seen in Figures 2 and 3 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörperring (3) zur Befestigung an einer Außenmantelwand (2c) eines wärmeabgebenden elektrischen Motors (2), aufweisend wenigstens einen am Kühlkörperring (3) angeordneten Leitwandabschnitt (11), der mindestens einen von Umfangskühlrippen (9) seitlich begrenzten Strömungskanal (10) abschnittsweise von außen abdeckt, derart, dass eine in einen Strömungskanal (10) in einem ersten Bereich einer der anströmenden Luft zugewandte Seite des Kühlkörperrings (3) eingetretene Luftströmung in einen zweiten Bereich einer der anströmenden Luft abgewandten Seite des Kühlkörperrings (3) umgelenkt wird. Die Erfindung betrifft außerdem einen elektrischen Motor (2) mit einem solchen Kühlkörperring (3) und eine Antriebsanordnung (1), die einen elektrischen Motor (2) mit einem solchen Kühlkörperring (3) 15 umfasst.

Description

2019P00117WO KUKA Deutschland GmbH
1
Kühlkörperring, elektrischer Motor und Antriebsan ordnung mit einem solchen Kühlkörperring
Die Erfindung betrifft einen Kühlkörperring zur Befestigung an einer Außenmantelwand eines wärmeabgebenden elektrischen Motors. Die Erfindung betrifft außerdem einen elektrischen Motor mit einem solchen Kühlkörperring und eine Antriebsan ordnung, die einen elektrischen Motor mit einem solchen Kühl körperring umfasst.
Die DE 102004007 395 B4 beschreibt einen Motorgenerator mit einer abdeckungsintegrierten Basisplatte, welche eine Viel zahl von Durchgangslöchern als Kühlluftdurchlässe aufweist, die parallel zur Radialrichtung angeordnet sind. Die Basis platte ist mittels Schrauben stirnseitig an einem zweiten Ge häusebauteil des Motorgenerators angeschraubt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühlkörperring, insbeson dere einen elektrischen Motor mit einem solchen Kühlkörper ring und insbesondere eine Antriebsanordnung mit einem sol chen Kühlkörperring zu schaffen, durch welchen Kühlkörperring die Wärmeabführung von dem elektrischen Motor verbessert ist. Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kühlkörperring zur Befes tigung an einer Außenmantelwand eines wärmeabgebenden elektrischen Motors, aufweisend:
- eine umlaufende Innenwand mit einer an die Gestalt der Außenmantelwand des elektrischen Motors angepass- ten Querschnittskontur, derart, dass der Kühlkörper ring in axialer Richtung auf die Außenmantelwand des elektrischen Motors aufgeschoben werden kann, - mehrere am Kühlkörperring über seinen Umfang umlau fend angeordnete, sich radial nach außen weg erstre ckende Umfangskühlrippen, die sich parallel zueinan der ausgerichtet in einem Abstand voneinander erstre-
5 cken, so dass jeweils zwei unmittelbar benachbarte
Umfangskühlrippen einen Strömungskanal für radial und/oder tangential anströmende Luft begrenzen, sowie
- wenigstens einen am Kühlkörperring angeordneten Leit wandabschnitt, der mindestens einen von den Umfangs-
10 kühlrippen seitlich begrenzten Strömungskanal ab schnittsweise von außen abdeckt, derart, dass eine in den Strömungskanal in einem ersten Bereich einer der anströmenden Luft zugewandte Seite des Kühlkörper rings eingetretene Luftströmung in einen zweiten Be iß reich einer der anströmenden Luft abgewandten Seite des Kühlkörperrings umgelenkt wird.
Der Kühlkörperring kann entweder als ein geschlossener Ring oder als ein offener, d.h. geschlitzter Ring ausgebildet sein. Zumindest muss der Ring sich jedoch um mehr als 180 20 Grad um den Umfang der Außenmantelwand des Motors erstrecken, so dass nach einem axialen Aufstecken des Kühlkörperrings auf die Außenmantelwand des wärmeabgebenden elektrischen Motors der Kühlkörperring radial formschlüssig fixiert ist. Für eine axiale Fixierung des Kühlkörperrings auf der Außenmantelwand 25 des wärmeabgebenden elektrischen Motors kann eine kraft schlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung ausreichen, bei spielsweise durch eine federelastische Ausbildung des Kühl körperrings. Eine federelastische Ausbildung des Kühlkörper rings kann beispielsweise durch eine Ausführung des Kühlkör- 30 perrings als ein geschlitzter Ring erreicht werden. Durch die radial formschlüssige Fixierung und die axiale Aufsteckbar- keit kann der Kühlkörperring auf einfache Weise an einen Mo tor nachgerüstet werden, ohne dass der Motor als solches kon struktiv verändert werden müsste, wie beispielsweise durch eine konstruktive Umgestaltung des Motorgehäuses. Durch ein Aufstecken eines zusätzlichen Kühlkörperrings auf eine Außen mantelwand eines wärmeabgebenden elektrischen Motors kann ein solcher, bereits bestehender Motor mit einem Kühlkörperring aufgerüstet werden, um dessen Wärmeabgabefähigkeit zu erhö hen. Der Kühlkörperring ist speziell für ein Umströmen mit einer Kühlluftströmung geeignet, welche dem Motor radial zu geführt wird, so dass der Motor senkrecht zu seiner axialen Erstreckung angeströmt und insbesondere umströmt wird. Die axiale Erstreckung des Motors ergibt sich aus der axialen Ausrichtung der Motorwelle des Motors. Die umlaufende Innenwand des Kühlkörperrings bildet eine nach innen weisende Mantelfläche des Kühlkörperrings. Mit der um laufenden Innenwand liegt der Kühlkörperring zumindest weit gehend oder vollständig bündig an der Außenmantelwand des elektrischen Motors an, wenn der Kühlkörperring auf den Motor aufgesteckt ist. Über die Kontaktfläche der umlaufenden In nenwand des Kühlkörperrings mit der Außenmantelwand des elektrischen Motors erfolgt die Wärmeübertragung, um die in dem Motor entstehende Wärme auf den Kühlkörperring abzufüh ren. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung kann zwischen dem Kühlkörperring und dem Motor, d.h. zwischen der umlaufenden Innenwand des Kühlkörperrings und der Außenmantelwand des elektrischen Motors eine Wärmeleitpaste zwischengefügt sein. Die umlaufende Innenwand des Kühlkörperrings muss nicht not wendiger Weise vollständig um 360 Grad umlaufend sein, viel- mehr kann, wie bereits erwähnt, der Ring sich nur über einen Winkel zwischen 180 Grad und 360 Grad erstrecken, so dass die Innenwand des Kühlkörperrings insoweit nur über einen Teil von 360 Grad umläuft. Die umlaufende Innenwand des Kühlkör perrings kann gegebenenfalls auch unterbrochen sein, bei spielsweise dann, wenn der Kühlkörperring als ein geschlitz ter Ring ausgebildet ist, oder der Kühlkörperring trotz einer Ausbildung als geschlossenem Ring innenseitige Einbuchtungen, Fensterausschnitte oder Aussparungen aufweist.
Die an die Gestalt der Außenmantelwand des elektrischen Mo tors angepasste Querschnittskontur des Kühlkörperrings ist dahingehend zu verstehen, dass einen möglichst große Kontakt- fläche zwischen dem Kühlkörperring und dem Motor, d.h. zwi schen der umlaufenden Innenwand des Kühlkörperrings und der Außenmantelwand des elektrischen Motors erreicht wird. Den noch muss die Querschnittskontur des Kühlkörperrings nicht notwendiger Weise identisch zur Querschnittskontur des Motors sein. Vielmehr kann trotz einer weitgehend angepassten, d.h. eine möglichst große Kontaktfläche zwischen dem Kühlkörper ring und dem Motor bietende Querschnittskontur die Quer schnittskontur des Kühlkörperrings von der Querschnittskontur des Motors entsprechend geringfügig abweichen. Andererseits kann die QuerSchnittskontur des Kühlkörperrings gegebenen falls durchaus identisch zur Querschnittskontur des Motors ausgebildet sein.
Ein Aufschieben des Kühlkörperrings in axialer Richtung auf die Außenmantelwand des elektrischen Motors erfolgt insoweit in einer zur Drehachse der Motorwelle des Motors parallelen Richtung.
Die radial nach außen weg erstreckenden Umfangskühlrippen können über den gesamten Umfang des Kühlkörperrings, bzw. bei einer Ausbildung des Kühlkörperrings von weniger als 360 Grad über einen entsprechenden Teilumfang durchgehend ausgebildet sein. Alternativ können die sich radial nach außen weg er- streckenden Umfangskühlrippen über den gesamten Umfang des Kühlkörperrings, bzw. bei einer Ausbildung des Kühlkörper rings von weniger als 360 Grad über einen entsprechenden Teilumfang unterbrochen ausgebildet sein, d.h. eine in einer axialen Höhenlage angeordnete Umfangskühlrippe kann von zwei oder mehreren Teilumfangskühlrippen gebildet werden. Die am Kühlkörperring über seinen Umfang umlaufend angeordnete Um fangskühlrippen sind in diesem Rahmen der Offenbarung in die sem weiten Sinne zu verstehen. Die Umfangskühlrippen oder die zwei bzw. mehreren Teilum fangskühlrippen erstrecken sich parallel zueinander ausge richtet in einem Abstand voneinander, so dass jeweils zwei unmittelbar benachbarte Umfangskühlrippen oder Teilumfangs kühlrippen einen Strömungskanal für radial und/oder tangenti- al anströmende Luft begrenzen. Im Sinne von Teilumfangskühl rippen können die durch sie begrenzten Strömungskanäle auch als Strömungsteilkanäle bezeichnet werden.
Die Leitwandabschnitte decken mindestens einen von den Um fangskühlrippen seitlich begrenzten Strömungskanal ab- schnittsweise von außen ab. Durch geeignete Ausgestaltung und geeignete Positionierung am Kühlkörperring können die Leit wandabschnitte eine in den Strömungskanal in einem ersten Be reich einer der anströmenden Luft zugewandte Seite des Kühl körperrings eingetretene Luftströmung in einen zweiten Be- reich einer der anströmenden Luft abgewandten Seite des Kühl körperrings umlenken.
Wie bereits erwähnt, dient der Kühlkörperring insbesondere dazu, für eine Umströmen mit einer Kühlluftströmung verwendet zu werden, welche dem Motor radial zugeführt wird, so dass der Motor senkrecht zu seiner axialen Erstreckung angeströmt und insbesondere umströmt wird. Neben der direkten Wärmetragung vom Motor auf den Kühlkörper ring durch Wärmeleitung besteht eine weitere Funktion in der Förderung bzw. Gewährleistung einer möglichst weitgehend ho mogenen Luftströmung um den Kühlkörperring herum und somit um den Motor herum. Dieses betrifft sowohl eine vollständige Um strömung des Motors, auch an der luftabgewandten Seite, sowie eine zumindest einigermaßen gleichförmige Durchströmung der Kühlrippenkanäle, vor allem der Strömungskanäle, die im Windschatten des Motors liegen, d.h. von der zuströmenden Kühlluft abgewandten Seite des Motors liegen. Um dies zu er möglichen, weist der Kühlkörperring die zusätzlichen Leit wandabschnitte auf, welche die Radialrippen, d.h. die Um fangskühlrippen von außen verschließen und so geschlossene Kanäle bilden. Diese Leitwandabschnitte können in einer Aus- führungsform zur Motorseite bzw. nach innen hin jedoch offen sein und die Luft direkt an der Motormantelfläche entlangfüh ren. Ein nach innen offener Kanal - die offene Seite wird durch den Motor geschlossen - kann zudem mit einem größeren Querschnitt realisiert werden, ohne den Außendurchmesser an- passen zu müssen. Die Leitwandabschnitte können auf die um liegenden Kühlrippen geometrisch abgestimmt und so gestaltet werden, dass sie gezielt in einzelne Kühlrippenkanäle münden. Über eine Variation der Anzahl der Öffnung und deren Höhen lässt sich gezielt Einfluss auf den Luftstrom und die Luft- Verteilung um den Motor herum nehmen. Der Einlass der Leit wandabschnitte kann sich insbesondere beidseitig neben dem Motor im Bereich der Motormittelebene befinden. Hier kommt die Luft, beispielsweise aus vielen dem Motor vorgelagerten Kühlrippenkanälen zusammen, die auf Grund der Umfangskühlrip- pen des Kühlkörperringes nicht über den Motor hinweg auswei- chen kann. Zusätzliche, gegebenenfalls trichterförmige Lei telemente am Eingang sind optional möglich. Neben einer tan gentialen bzw. umfangsseitigen Luftführung können auch zu- sätzliche Stirnwandkühlrippe, d.h. Toprippen des Kühlkörper ringes an der Motorrückseite, d.h. stirnseitig zur Luftfüh rung genutzt werden, die Stirnwandkühlrippe haben insbesonde re die Funktion, den Luftstrom, welcher über den Motor stirn- seitig hinweg läuft, in mittlere Kühlrippenkanäle zu lenken, die ohne Stirnwandkühlrippen tendenziell eher schlechter durchströmt werden. Weitere Leitelemente können zusätzlich in abgewandelten Ausführungsformen die Luft nach dem Motor im mittleren Bereich wieder nach unten lenken. Für eine hocheffektive Umströmung kann der Kühlkörperring zu sammen mit dem Motor insbesondere in Verbindung mit einer An triebsanordnung verwendet werden, die eine aktive Kühlvor richtung umfasst, welche einen Kühlkörper mit einer Nische aufweist, in welcher der Kühlkörperring positioniert ist. In einer solchen AusführungsVariante kann der Kühlkörperring insbesondere auf den Kühlkörper mit der Nische speziell abge stimmt sein, wie dies im Folgenden später noch näher be schrieben wird.
Neben einer solchen Anordnung in einer Nische eines Kühlkör- pers, ist es jedoch auch möglich, den Kühlkörperring ohne zu sätzlichen Kühlkörper und Nische zu betrieben, d.h. ohne eine spezielle Kühlvorrichtung zu betreiben, also lediglich mit dem Motor ohne eine Antriebsanordnung. In diesem Falle können die Leitwandabschnitte deutlich weiter um den Motor herumge- zogen werden. Die Laufauslässe können beispielsweise im Be reich der luftabgewandten Motorseite - die Einlässe der Leit kanäle befindet sich wieder beidseitig neben dem Motor - im Bereich der Motormittelebene liegen.
Durch eine Anordnung horizontal radial verlaufender Kühlrip- pen kann eine störungsfreie tangentiale Umströmung des Motor körpers ermöglicht werden, wobei die wärmeabgebende Oberflä- che im Bereich der Motorseite beispielsweise verfünffacht werden kann. Zudem wird die Oberfläche der Oberseite bzw. Rückseite des Motors ebenfalls mit Kühlrippen versehen, wodurch die wärmeabgebende Oberfläche nochmals um beispiels- weise das doppelte erhöht werden kann.
Durch eine enge Verbindung - vorzugsweise eine Klemmverbin dung der Mantelflächen - wird ein großflächiger Kontakt zwi schen dem Kühlkörperring und dem Motor hergestellt. Dabei kann der Kontakt sowohl an der Seitenfläche als auch zusätz- lieh an der Rückseite des Motors erfolgen. Zur Montage und
Verspannung kann der Ring elastische bzw. elastischere Berei che besitzen, die eine Verformung und ein Anschmiegen ermög lichen. Der Wärmeübergang kann durch Verwendung einer Wärme leitpaste zwischen dem Motor und dem Kühlkörperring verbes- sert werden.
Der Kühlkörperring kann also enganliegend um den Motor herum befestigt werden, und zwar vorzugsweise durch Klemmung. Der Kühlkörperring ist dabei stets motorspezifisch aufgebaut und an die Motorgeometrie angepasst. Der Kühlkörperring kann aus einem gut wärmeleitenden Materi al, vorzugsweise einem Metall, vorzugsweise Aluminium beste hen und ist vorzugsweise einteilig als Gusskonstruktionen o- der Metall-3D-Druck hergestellt. Der Kühlkörperring kann aber auch zwei- oder mehrteilig in Differentialbauweise herge- stellt sein. Letzteres ermöglicht eine Art Baukastensystem mit skalierbaren Grundelementen, beispielsweise einem Halte ring, mehrere radiale Kühlelemente, welche die Umfangskühl rippen aufweisen, und Luftleitelemente, welche die Leitwand abschnitte aufweisen. Dies ermöglicht eine einfache und kos- tengünstige Modifizierung bzw. Anpassung des Kühlkörperrings an verschiedene Geometrien des Motors. Der erfindungsgemäße Kühlkörperring kann neben der Kühlung von Motoren auch zur Kühlung von anderen Körpern, wie bei spielsweise Behältern mit heißen Fluiden, oder ähnlichem, eingesetzt werden. Der wenigstens eine Leitwandabschnitt kann für eine Wiederbe festigung lösbar an einer Umfangskühlrippe oder an mehreren Umfangskühlrippen befestigt sein, derart, dass ein vorhande ner Leitwandabschnitt von seiner momentanen Stelle an den Um fangskühlrippen entfernt und an einer anderen Stelle an den Umfangskühlrippen wieder angebracht werden kann.
Jeder Leitwandabschnitt kann dazu Klemmabschnitte aufweisen, die ausgebildet sind zum Anklemmen des jeweiligen Leitwandab schnitts an eine oder an zwei unmittelbar benachbarte Um fangskühlrippen. Ein jeweiliger Leitwandabschnitt kann auch zwischen zwei unmittelbar benachbarte Umfangskühlrippen ein geklemmt werden.
Der wenigstens eine Leitwandabschnitt kann einteilig an dem Kühlkörperring ausgebildet sein, und zwar gefertigt mittels eines verstellbaren Formwerkzeug-Einsatzes, derart, dass durch Verstellen und/oder Ummontieren des Formwerkzeug-
Einsatzes Kühlkörperringe mit unterschiedlich positionierten Leitwandabschnitten gefertigt werden können.
Im Falle einer einteiligen Ausbildung des wenigstens einen Leitwandabschnitts mit einer Umfangskühlrippe oder mit zwei unmittelbar benachbarten Umfangskühlrippen kann der Kühlkör perring beispielsweise durch ein Gießverfahren hergestellt werden. Um je nach konkretem Anwendungsfall unterschiedliche Strömungspfade realisierende Kühlkörperringe hersteilen zu können, kann es vorgesehen sein, dass diejenigen Formwerk- zeug-Einsätze innerhalb einer Gießform zur Herstellung von gegossenen Kühlkörperringe, welche die Leitwandabschnitte ausformen, an der Gießform verstellbar oder ummontierbar an geordnet sind. So kann durch ein Verstellen oder Ummontieren der Formwerkzeug-Einsätze mit derselben Gießform Kühlkörper- ringe hergestellt werden, die unterschiedlich positionierte Leitwandabschnitte aufweisen oder eine unterschiedliche An zahl von Leitwandabschnitten aufweisen oder unterschiedlich gestaltete Leitwandabschnitte aufweisen.
Die von den Umfangskühlrippen begrenzten Strömungskanäle kön- nen zumindest abschnittsweise zur Innenwand hin offen ausge bildet sein, so dass innenumfangsseitig die Strömungskanäle nicht durch die Innenwand des Kühlkörperrings begrenzt wer den, sondern in einem befestigten Zustand des Kühlkörperrings an einem Motor, die Strömungskanäle zumindest abschnittsweise von der Außenmantelwand des Motors begrenzt werden.
Durch ein Weglassen von innenumfangsseitigen Begrenzungswän den der Strömungskanäle an dem Kühlkörperring kann der Kühl luftstrom unmittelbar an der Außenmantelwand des Motors ent langgeführt werden. Gleichzeitig kann bei ansonsten gleichen Dimensionen des Kühlkörperrings der Strömungsquerschnitt in den einzelnen Strömungskanälen bei weggelassenen Begrenzungs wänden vergrößert werden. Darüber hinaus kann aufgrund der weggelassenen Begrenzungswände Material und folglich Gewicht am Kühlkörperring eingespart werden. Der Kühlkörperring kann wenigstens einen Stirnwandabschnitt aufweisen, an dem mehrere Stirnwandkühlrippen angeordnet sind.
Aufgrund von Stirnwandkühlrippen kann mittels des Kühlkörper rings auch ein Kühlluftstrom entlang der rückwärtigen, d.h. von dem Antriebsstumel der Motorwelle abgewandten Stirnseite des Motors bedarfsgerecht geführt, d.h. geleitet werden.
Die Stirnwandkühlrippen können ausgebildet sein zum Leiten der in dem ersten Bereich der der anströmenden Luft zugewand- ten Seite des Kühlkörperrings eingetretenen Luftströmung in den zweiten Bereich der der anströmenden Luft abgewandten Seite des Kühlkörperrings, wobei die Stirnwandkühlrippen schräg oder bogenförmig verlaufend die über die Breite des ersten Bereichs eingetretene Luftströmung in einen mittleren Abschnitt des zweiten Bereiches aufkonzentrieren.
Die Stirnwandkühlrippen können insbesondere statt eines radi alen Verlaufs vorzugsweise oder vollständig quer, d.h. insbe sondere in einer Ausrichtung analog einer Sekante eines Krei ses über die Stirnseite des Motors geführt werden. Es können sich mehrere Stirnwandkühlrippen zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet über die Stirnseite hinweg erstrecken.
Die Stirnwandkühlrippen können in einer zweiten Flächenhälfte des Stirnwandabschnitts gegenüber den Verläufen von Stirn- wandkühlrippen in einer ersten Flächenhälfte des Stirnwandab schnitts asymmetrische Verläufe aufweisen. Dies bedeutet, dass die Stirnwandkühlrippen in Bezug auf eine Mittellinie nicht spiegelsymmetrisch oder identisch ausgebildet sein müs sen, sondern verschieden verlaufend angeordnet sein können. Bezogen auf eine vertikale Mittellinie können also die Stirn wandkühlrippen in einer linken Hälfte anders verlaufen als die Stirnwandkühlrippen in einer rechten Hälfte des Stirn wandabschnitts.
Der Stirnwandabschnitt muss nicht notwendiger Weise geschlos- senflächig ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise ei- nen Fensterausschnitt oder sogar zwei oder mehrere Fenster ausschnitte aufweisen. Ist beispielsweise in einem zentralen Bereich des Stirnwandabschnitts ein Fensterausschnitt ausge bildet, beispielsweise um Platz zu schaffen für eine rücksei- tige Ausbuchtung oder einen rückseitigen Vorsprung am Motor, kann diese Ausbuchtung oder der Vorsprung durch den Fenster ausschnitt hindurchragen, wenn der Kühlkörperring auf den Mo tor aufgespannt ist. Da bei einer radialen Anströmung mit dem Kühlluftstrom die Ausbuchtung oder der Vorsprung des Motors ein Strömungshindernis für den Kühlluftstrom bilden kann, können die Stirnwandkühlrippen derart verlaufen, dass ein auf die Ausbuchtung oder den Vorsprung gerichteter Kühlluftstrom mittels der Stirnwandkühlrippen um die Ausbuchtung oder den Vorsprung herumgeleitet wird und gegebenenfalls hinter der Ausbuchtung oder dem Vorsprung zumindest teilweise oder voll ständig wieder zusammengeführt wird.
Der Kühlkörperring kann federelastisch ausgebildet sein, der art, dass der Kühlkörperring mit seiner umlaufenden Innenwand an einer Außenmantelwand eines wärmeabgebenden elektrischen Motors anliegend auf den Motor aufgespannt werden kann.
Alternativ oder ergänzend kann der Kühlkörperring Schraub flanschabschnitte aufweisen, an denen Spannschrauben ange bracht werden können, um einen geschlitzt ausgebildeten Kühl körperring durch Anziehen der Spannschrauben an dem Motor festspannen zu können. Derartige Spannschrauben können zweck mäßig sein, insbesondere wenn der Kühlkörperring als solches keine ausreichend hohe Federspannkraft auf den Motor ausüben kann, oder der Kühlkörperring im Wesentlichen überhaupt nicht federelastisch ausgebildet ist. Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen elektrischen Motor, aufweisend einen Rotor mit einer Motorwelle, einem Stator, in dem der Rotor drehbar angeordnet ist, und ein Motorgehäuse mit einer Außenmantelwand, wobei an der Außenmantelwand des elektrischen Motors ein Kühlkörperring nach wenigstens einer der beschriebenen Ausführungen angeordnet ist. Die Außenman- telwand kann Teil des Motorgehäuses sein. In dem Motorgehäuse kann der Stator befestigt sein.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Antriebsanord nung, aufweisend einen wärmeabgebenden elektrischen Motor, einen am elektrischen Motor angeordneten Kühlkörperring nach wenigstens einer der beschriebenen Ausführungen, sowie eine Kühlvorrichtung, die wenigstens einen Kühlkörper und wenigs tens einen den Kühlkörper mit Luft beaufschlagenden Ventila tor umfasst, wobei der Kühlkörper eine Nische aufweist, in welche der Kühlkörperring, in der Einbaulage des elektrischen Motors an der Antriebsanordnung, hineinragt, so dass die vom Ventilator in Kanäle des Kühlkörpers eingeleitete Luft an ei ner Seite in den Kühlkörperring eintritt und an einer zumin dest im Wesentlichen gegenüberliegenden Seite aus dem Kühl körperring wieder austritt, um in den Kühlkörper erneut ein- zutreten.
Wie bereits erwähnt, dient der Kühlkörperring insbesondere dazu, für eine Umströmen mit einer Kühlluftströmung verwendet zu werden, welche dem Motor radial zugeführt wird, so dass der Motor senkrecht zu seiner axialen Erstreckung angeströmt und insbesondere umströmt wird. Die Kühlluftströmung kann mittels des Kühlkörpers der Kühlvorrichtung in eine Anströ mung gebracht werden, welche dem Motor radial zugeführt wird, so dass der Motor senkrecht zu seiner axialen Erstreckung an geströmt und insbesondere umströmt wird. Die Kühlvorrichtung umfasst wenigstens einen Ventilator, so dass eine erzwungene Konvektion am Kühlkörper und am Kühlkörperring erreicht wird. Neben der direkten Wärmetragung vom Motor auf den Kühlkörper ring durch Wärmeleitung besteht eine weitere Funktion in der Förderung bzw. Gewährleistung einer möglichst weitgehend ho mogenen Luftströmung um den Kühlkörperring herum und somit um den Motor herum. Dieses betrifft sowohl eine vollständige Um strömung des Motors, auch an der luftabgewandten Seite, sowie eine zumindest einigermaßen gleichförmige Durchströmung der Kühlrippenkanäle, vor allem der Strömungskanäle, die im Windschatten des Motors liegen, d.h. von der zuströmenden Kühlluft abgewandten Seite des Motors liegen. Um dies zu er möglichen, weist der Kühlkörperring die zusätzlichen Leit wandabschnitte auf, welche die Radialrippen, d.h. die Um fangskühlrippen von außen verschließen und so geschlossene Kanäle bilden. Die Umfangskühlrippen können an ihren Umfangsaußenkanten Aus sparungen aufweisen, die in axialer Richtung derart miteinan der fluchten, dass ein oder mehrere rinnenartige Hinter schneidungen gebildet werden, in welche Lamellen des Kühlkör pers in der in die Nische des Kühlkörpers eingesetzten Anord- nung des Kühlkörperrings hineinragen.
Alternativ oder ergänzend zu den Aussparungen können jeweils zwei benachbarte Stirnwandkühlrippen jeweils einen Strömungs kanal des Kühlkörperrings begrenzen, wobei die Strömungskanä le des Kühlkörperrings mit Strömungskanälen des Kühlkörpers in der in die Nische des Kühlkörpers eingesetzten Anordnung des Kühlkörperrings fluchten und/oder in diese münden.
Die Stirnwandkühlrippen können insbesondere derart mit den Strömungskanälen des Kühlkörpers fluchten und/oder in diese münden, dass ein von dem Kühlkörper kommender Kühlluftstrom innerhalb der Nische, d.h. im Stirnwandabschnitt des Kühlkör perrings umgeleitet wird und nach Durchströmen der Nische am anderen Ende des Kühlkörperrings zumindest teilweise oder vollständig in einem mittleren Bereich, d.h. zentralen Be reich zusammengeführt wird, wo der Kühlluftstrom nach Verlas sen des Kühlkörperrings wieder in den Kühlkörper eintritt. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nach folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplari schen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in wel chem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, all gemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer An triebsanordnung mit einem elektrischen Motor und einem beispielhaften erfin dungsgemäßen Kühlkörperring,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kühlkörper der Antriebsanordnung mit dem in die Nische eingesetzten Kühlkörperring,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung auf den Kühlkörper der Antriebsanordnung gemäß Fig. 2 mit dem in die Nische ein gesetzten Kühlkörperring,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Kühlkörperrings von schräg oben, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Kühlkörperrings von schräg unten,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Kühlkörperrings von einer der ange strömten Luft zugewandten Seite,
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht auf den Kühlkörperring gemäß Fig. 6 im Bereich von Leitwandabschnitten auf einer der angeströmten Luft zugewandten Seite,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Kühlkörperrings von einer von der ange strömten Luft abgewandten Seite, und
Fig. 9 eine vergrößerte Teilansicht auf den
Kühlkörperring gemäß Fig. 8 im Bereich von Leitwandabschnitten auf einer der angeströmten Luft abgewandten Seite.
In der Fig. 1 bis Fig. 3 ist ein beispielhaftes Ausführungs beispiel einer Antriebsanordnung 1 dargestellt.
Die Antriebsanordnung 1 weist einen wärmeabgebenden elektri- sehen Motor 2 auf. An dem Motor 2 ist ein erfindungsgemäßer Kühlkörperring 3 angeordnet.
Der elektrische Motor 2 weist einen Rotor mit einer Motorwel le 2a, einen Stator 2b, in dem der Rotor drehbar angeordnet ist, und ein Motorgehäuse mit einer Außenmantelwand 2c auf. An der Außenmantelwand 2c des elektrischen Motors 2 ist der erfindungsgemäße Kühlkörperring 3 aufgesteckt bzw. ange klemmt.
Die Antriebsanordnung 1 weist außerdem eine Kühlvorrichtung auf, die wenigstens einen Kühlkörper 4 und wenigstens einen den Kühlkörper 4 mit Luft beaufschlagenden Ventilator 5 um fasst.
Der Kühlkörper 4 eine Nische 6 auf, in welche der Kühlkörper ring 3, in der Einbaulage des elektrischen Motors 2 an der Antriebsanordnung 1, hineinragt, so dass die vom Ventilator 5 in Kanäle 7 des Kühlkörpers 4 eingeleitete Luft an einer Sei te (in Fig. 2 beispielsweise oben) in den Kühlkörperring 3 eintritt und an einer zumindest im Wesentlichen gegenüberlie genden Seite (in Fig. 2 beispielsweise unten) aus dem Kühl körperring 3 wieder austritt, um in den Kühlkörper 4 erneut einzutreten, wie dies durch die Pfeile P in Fig. 2 aufgezeigt ist.
In Fig. 4 bis Fig. 9 ist der Kühlkörperring 3 in jeweiligen Alleinstellungen näher dargestellt.
Der Kühlkörperring 3 weist eine umlaufende Innenwand 8 mit einer an die Gestalt der Außenmantelwand 2c des elektrischen Motors 2 angepassten Querschnittskontur, derart, dass der Kühlkörperring 3 in axialer Richtung A auf die Außenmantel wand 2c des elektrischen Motors 2 aufgeschoben werden kann.
Der Kühlkörperring 3 umfasst mehrere über seinen Umfang um- laufend angeordnete, sich radial nach außen weg erstreckende Umfangskühlrippen 9 auf, die sich parallel zueinander ausge richtet in einem Abstand voneinander erstrecken, so dass je weils zwei unmittelbar benachbarte Umfangskühlrippen 9 einen Strömungskanal 10 für radial und/oder tangential anströmende Luft begrenzen.
Der Kühlkörperring 3 umfasst im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispiels mehrere am Kühlkörperring 3 angeordnete Leitwandabschnitte 11, von denen jede mindestens einen von den Umfangskühlrippen 9 seitlich begrenzten Strömungskanal 10 abschnittsweise von außen abdeckt, derart, dass eine in den Strömungskanal 10 in einem ersten Bereich einer der anströ menden Luft zugewandte Seite (in Fig. 6 vorne) des Kühlkör- perrings 3 eingetretene Luftströmung in einen zweiten Bereich einer der anströmenden Luft abgewandten Seite (in Fig. 8 vor ne) des Kühlkörperrings 3 umgelenkt wird.
Der wenigstens eine Leitwandabschnitt 11 kann entweder für eine Wiederbefestigung lösbar an einer Umfangskühlrippe 9 o- der an mehreren Umfangskühlrippen 9 befestigt sein, derart, dass ein vorhandener Leitwandabschnitt 11 von seiner momenta nen Stelle an den Umfangskühlrippen 9 entfernt und an einer anderen Stelle an den Umfangskühlrippen 9 wieder angebracht werden kann, oder aber der wenigstens eine Leitwandabschnitt 11 kann im Falle einer einteiligen Ausbildung an dem Kühlkör perring 3 mittels eines verstellbaren Formwerkzeug-Einsatzes (nicht dargestellt) gefertigt sein, derart, dass durch Ver stellen und/oder Ummontieren des Formwerkzeug-Einsatzes Kühl körperringe 3 mit unterschiedlich positionierten Leitwandab- schnitten 11 gefertigt werden können.
Die von den Umfangskühlrippen 9 begrenzten Strömungskanäle 10 können, wie insbesondere in Fig. 5 erkennbar ist, zumindest abschnittsweise zur Innenwand 8 hin offen ausgebildet sein, wie beispielsweise durch die dargestellten Fensterausschnitte 12, so dass innenumfangsseitig die Strömungskanäle 10 nicht durch die Innenwand 8 des Kühlkörperrings 3 begrenzt werden, sondern in einem befestigten Zustand des Kühlkörperrings 3 an einem Motor 2, die Strömungskanäle 10 zumindest abschnitts weise von der Außenmantelwand 2c des Motors 2 begrenzt wer den. Der Kühlkörperring 3 ist federelastisch ausgebildet, derart, dass der Kühlkörperring 3 mit seiner umlaufenden Innenwand 8 an einer Außenmantelwand 2c des wärmeabgebenden elektrischen Motors 2 anliegend auf den Motor 2 aufgespannt werden kann. Dazu kann der Kühlkörperring 3 beispielsweise aus einem Mate- rial mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein, das eine gewisse Materialelastizität aufweist, wie beispielsweise Aluminium. Zur Verbesserung des elastischen Verhaltens kann der Kühlkörperring 3 einen Schlitz 13 aufweisen, welcher ein elastisches Aufweiten des Kühlkörperrings 3 begünstigt. Der Kühlkörperring 3 weist im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels mehrere Stirnwandabschnitte 14 auf, an denen mehrere Stirnwandkühlrippen 15 angeordnet sind.
Die Stirnwandkühlrippen 15 sind ausgebildet zum Leiten der in dem ersten Bereich der der anströmenden Luft zugewandten Sei- te (in Fig. 6 vorne) des Kühlkörperrings 3 eingetretenen
Luftströmung in den zweiten Bereich der der anströmenden Luft abgewandten Seite (in Fig. 8 vorne) des Kühlkörperrings 3, wobei die Stirnwandkühlrippen 15 schräg und/oder bogenförmig verlaufend die über die Breite des ersten Bereichs eingetre- tene Luftströmung in einen mittleren Abschnitt des zweiten Bereiches aufkonzentrieren.
Wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist, können die Stirn wandkühlrippen 15 in einer zweiten Flächenhälfte des Stirn wandabschnitts 14, beispielsweise der linken Kreishälfte in der Fig. 2, gegenüber den Verläufen von Stirnwandkühlrippen 15 in einer ersten Flächenhälfte des Stirnwandabschnitts 14, beispielsweise der rechten Kreishälfte in der Fig. 2, asym metrische Verläufe aufweisen. So können, beispielsweise wie in Fig. 2 aufgezeigt ist, links dargestellte Stirnwandkühl- rippen 15a in einer zweiten Flächenhälfte des Stirnwandab schnitts 14 bogenförmig verlaufend ausgebildet sein und die rechts dargestellten Stirnwandkühlrippen 15b in der ersten Flächenhälfte des Stirnwandabschnitts 14 gerade verlaufend ausgebildet sein. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weisen die Um fangskühlrippen 9 an ihren Umfangsaußenkanten Aussparungen 16 auf, die in axialer Richtung derart miteinander fluchten, dass ein oder mehrere rinnenartige Hinterschneidungen gebil det werden, in welche Lamellen 17 des Kühlkörpers 4 in der in die Nische 6 des Kühlkörpers 4 eingesetzten Anordnung des
Kühlkörperrings 3 hineinragen. Dies ist insbesondere in Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt.
Jeweils zwei benachbarte Stirnwandkühlrippen 15 begrenzen je weils einen Strömungskanal des Kühlkörperrings 3, wobei die Strömungskanäle des Kühlkörperrings 3 mit Strömungskanälen des Kühlkörpers 4 in der in die Nische 6 des Kühlkörpers 4 eingesetzten Anordnung des Kühlkörperrings 3 fluchten und/oder in diese münden, wie dies insbesondere in Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich ist.

Claims

Patentansprüche
1. Kühlkörperring zur Befestigung an einer Außenmantelwand (2c) eines wärmeabgebenden elektrischen Motors (2), auf weisend: eine umlaufende Innenwand (8) mit einer an die Ge stalt der Außenmantelwand (2c) des elektrischen Mo tors (2) angepassten Querschnittskontur, derart, dass der Kühlkörperring (3) in axialer Richtung auf die Außenmantelwand (2c) des elektrischen Motors (2) auf geschoben werden kann, mehrere am Kühlkörperring (3) über seinen Umfang um laufend angeordnete, sich radial nach außen weg er streckende Umfangskühlrippen (9), die sich parallel zueinander ausgerichtet in einem Abstand voneinander erstrecken, so dass jeweils zwei unmittelbar benach barte Umfangskühlrippen (9) einen Strömungskanal (10) für radial und/oder tangential anströmende Luft be grenzen, sowie wenigstens einen am Kühlkörperring (3) angeordneten Leitwandabschnitt (11), der mindestens einen von den Umfangskühlrippen (9) seitlich begrenzten Strömungs kanal (10) abschnittsweise von außen abdeckt, derart, dass eine in den Strömungskanal (10) in einem ersten Bereich einer der anströmenden Luft zugewandte Seite des Kühlkörperrings (3) eingetretene Luftströmung in einen zweiten Bereich einer der anströmenden Luft ab gewandten Seite des Kühlkörperrings (3) umgelenkt wird.
2. Kühlkörperring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leitwandabschnitt (11) für eine Wiederbefestigung lösbar an einer Umfangskühlrippe (9) oder an mehreren Umfangskühlrippen (9) befestigt ist, derart, dass ein vorhandener Leitwandabschnitt (11) von seiner momentanen Stelle an den Umfangskühlrippen (9) entfernt und an einer anderen Stelle an den Umfangskühl rippen (9) wieder angebracht werden kann, oder der we nigstens eine Leitwandabschnitt (11) einteilig an dem Kühlkörperring (3) ausgebildet ist und zwar gefertigt mittels eines verstellbaren Formwerkzeug-Einsatzes, der art, dass durch Verstellen und/oder Ummontieren des Formwerkzeug-Einsatzes Kühlkörperringe (3) mit unter schiedlich positionierten Leitwandabschnitten (11) ge fertigt werden können.
3. Kühlkörperring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die von den Umfangskühlrippen (9) be grenzten Strömungskanäle (10) zumindest abschnittsweise zur Innenwand (8) hin offen ausgebildet sind, so dass innenumfangsseitig die Strömungskanäle (10) nicht durch die Innenwand (8) des Kühlkörperrings (3) begrenzt wer den, sondern in einem befestigten Zustand des Kühlkör perrings (3) an einem Motor (2), die Strömungskanäle (10) zumindest abschnittsweise von der Außenmantelwand (2c) des Motors (2) begrenzt werden.
4. Kühlkörperring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörperring (3) wenigstens einen Stirnwandabschnitt (14) aufweist, an dem mehrere Stirnwandkühlrippen (15) angeordnet sind.
5. Kühlkörperring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwandkühlrippen (15) ausgebildet sind zum Leiten der in dem ersten Bereich der der anströmenden Luft zugewandten Seite des Kühlkörperrings (3) eingetre- tenen Luftströmung in den zweiten Bereich der der an strömenden Luft abgewandten Seite des Kühlkörperrings (3), wobei die Stirnwandkühlrippen (15) schräg oder bo genförmig verlaufend die über die Breite des ersten Be reichs eingetretene Luftströmung in einen mittleren Ab- schnitt des zweiten Bereiches aufkonzentrieren.
6. Kühlkörperring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Stirnwandkühlrippen (15) in einer zweiten Flächenhälfte des Stirnwandabschnitts (14) ge genüber den Verläufen von Stirnwandkühlrippen (15) in einer ersten Flächenhälfte des Stirnwandabschnitts (14) asymmetrische Verläufe aufweisen.
7. Kühlkörperring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörperring (3) federelas tisch ausgebildet ist, derart, dass der Kühlkörperring (3) mit seiner umlaufenden Innenwand (8) an einer Außen mantelwand (2c) eines wärmeabgebenden elektrischen Mo tors (2) anliegend auf den Motor (2) aufgespannt werden kann.
8. Elektrischer Motor, aufweisend einen Rotor mit einer Mo- torwelle (2a), einem Stator (2b), in dem der Rotor dreh bar angeordnet ist, und ein Motorgehäuse mit einer Au ßenmantelwand (2c), dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenmantelwand (2c) des elektrischen Motors (2) ein Kühlkörperring (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 an- geordnet ist.
9. Antriebsanordnung, aufweisend einen wärmeabgebenden elektrischen Motor (2), einen am elektrischen Motor (2) angeordneten Kühlkörperring (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, sowie eine Kühlvorrichtung, die wenigstens ei nen Kühlkörper (4) und wenigstens einen den Kühlkörper (4) mit Luft beaufschlagenden Ventilator (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (4) eine Ni sche (6) aufweist, in welche der Kühlkörperring (3), in der Einbaulage des elektrischen Motors (2) an der An triebsanordnung (1), hineinragt, so dass die vom Venti lator (5) in Kanäle des Kühlkörpers (4) eingeleitete Luft an einer Seite in den Kühlkörperring (3) eintritt und an einer zumindest im Wesentlichen gegenüberliegen den Seite aus dem Kühlkörperring (3) wieder austritt, um in den Kühlkörper (4) erneut einzutreten.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskühlrippen (9) an ihren Umfangsaußenkanten Aussparungen (16) aufweisen, die in axialer Richtung derart miteinander fluchten, dass ein oder mehrere rinnenartige Hinterschneidungen gebildet werden, in welche Lamellen (17) des Kühlkörpers (4) in der in die Nische (6) des Kühlkörpers (3) einge setzten Anordnung des Kühlkörperrings (3) hineinragen; und/oder jeweils zwei benachbarte Stirnwandkühlrippen (15) jeweils einen Strömungskanal des Kühlkörperrings (3) begrenzen, wobei die Strömungskanäle des Kühlkörper rings (3) mit Strömungskanälen des Kühlkörpers (4) in der in die Nische (6) des Kühlkörpers (4) eingesetzten Anordnung des Kühlkörperrings (3) fluchten und/oder in diese münden.
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