WO2009015946A1 - Electric motor - Google Patents
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- WO2009015946A1 WO2009015946A1 PCT/EP2008/057981 EP2008057981W WO2009015946A1 WO 2009015946 A1 WO2009015946 A1 WO 2009015946A1 EP 2008057981 W EP2008057981 W EP 2008057981W WO 2009015946 A1 WO2009015946 A1 WO 2009015946A1
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- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
Definitions
- the present invention relates to an electric motor having a rotor and a stator and a housing which surrounds the stator at least partially and a plurality of interconnected cavities for receiving a Kuhlmannmaschine, wherein at least one inlet and one outlet opening for supplying or discharging the Kuhlmannmaschine provided are, which are interconnected via the cavities such that between the inlet and the outlet at least one circulation path for carrying the Kuhlmannmaschine is formed.
- the object of the present invention is to provide a simple and inexpensive cooling of an electric motor at your disposal, which is space-saving and at the same time ensures efficient heat dissipation.
- the object is achieved by an electric motor of the type described above, in which the housing has a central hollow cylindrical Gehause Scheme and two end bearing plates, wherein in the wall of the middle Gehauserioses several open to both end faces cavities are formed and in the end shields and / or Umlenknuten are formed in the end surfaces of the middle Gehause Symposium, each connecting at least two of the cavities.
- the advantage of the electric motor according to the invention is that the electric motor has a compact external shape due to the hollow cylindrical region and is thus suitable for close spatial relationships, for example in the engine compartment in hybrid vehicles.
- the housing is built in three parts, which in particular simplifies the manufacture and assembly. Due to the design of the Umlenknuten also the additional design effort is minimal, since separate measures for deflecting the Kuhlmediums are not required. By the Umlenknuten a defined connection between the cavities is ensured, which cause the housing itself is Flusstechniksgekuhlt.
- the cavities in the middle Gehause Siemens are arranged uniformly distributed in the circumferential direction of the housing, d. H. the cooling of the engine takes place over 360 °. As a result, the electric motor is cooled uniformly such that the formation of hot springs is effectively prevented.
- the cavities have a flattened cross section in order to minimize the Gehauseab distren and at the same time not run the cavities for the circulation path too small.
- the radial height of the cavities amounts to at least 2 mm, preferably 3 mm, since these dimensions result in particularly favorable flow conditions at the usual flow rates.
- the provision of cavities for cooling does not unnecessarily increase the radial dimensions of the electric motor. If the cavities were made smaller in height, the flow resistances that occur would increase relatively sharply, which would require a higher pumping capacity and would mean at least a poorer cooling.
- the Kuhlwasserbowung is turbulent within the cavities, so that the heat absorption by convection is as large as possible, ie it can be recorded as much heat. The turbulent flow prevents a laminar flow, in contrast to the turbulent flow ultimately only a part of the Kuhlmediums was used for heat absorption.
- the cavities are connected maanderformig on the Umlenknuten.
- the largest possible area of the peripheral surface can be flowed around by cooling liquid.
- the meandering shape allows a greater flow rate of Kuhlmediums with a related to the peripheral area large-area Warmeübergangsflache, whereby the efficiency of the cooling is improved.
- the circulation path has a continuous cross-sectional area in order to allow the most uniform possible flow, due to which the cooling is as uniform as possible.
- the inlet and the outlet opening are provided in the end shields. Since the attachment of the electric motor takes place on the end shields, the connections can be easily integrated. As a result, the side surfaces of terminals are kept free, so that the electric motor, inter alia, better use and also space-saving obstruct.
- the formation of the inlet and outlet openings in the end shields is particularly appropriate when the Umlenknuten are formed in the end shields.
- End shields are arranged diametrically opposite and in the flow direction two parallel circulation paths are formed, each extending over a half-shell-shaped portion of the housing, wherein the inlet and the demandingo réelle each centered in one of the Umlenknuten.
- the housing is cylindrical on the outside. As a result, let the electric motor according to the invention be installed even in very close conditions.
- the middle housing part is extruded.
- the electric motors have the same diameter and can be adjusted by changes in length. Since the middle housing part is initially present as an extruded profile, this housing part can be made by simply trimming to the desired size.
- the Umlenknuten can be incorporated after Abrac in a separate step between adjacent channels to achieve the desired overcurrent from one cavity into the adjacent cavity.
- the end shields can then be designed as simple circular plates with corresponding holes as inflow and Abschreibo réelleen.
- the formation of the Umlenknuten in the end shields has the advantage that the incorporation of Umlenknuten omitted in the extruded profile and the advantages of easy production of an extruded profile can be maintained.
- Fig. 1 shows schematically an isometric view of an electric motor with a maanderformigen cooling
- Fig. 2 is an oblique view of a bearing plate of
- Fig. 3 shows a section transverse to the axis of rotation through the middle Gehauserios of the electric motor
- FIG. 1 an electric motor 10 is shown, was omitted in the sake of clarity on the representation of the rotor and the stator.
- the electric motor 10 is formed with a middle Gehause Society 12 and two end bearing plates 14, 16.
- the middle Gehause Society 12 is formed as a hollow cylinder, so that it surrounds the stator.
- the housing 12 is cylindrical on the outside, so that it can be used even in confined Platzverhaltnissen.
- the inner cross section of the middle Gehause Schemes 12 may be formed in addition to the circular shape shown also correspondingly ellipsoidal or polygonal. This can of course also be a change in the outer shape of the middle Gehause Schemes 12 and the end shields 14, 16 connected.
- cavities 18 are provided (see Fig. 3) which are interconnected and serve to accommodate a Kuhlmannmaschine which receives the heat generated in the engine 10 and transported away, so as to cool the motor 10.
- the cavities 18 run parallel to one another and are connected maanderformig via Umlenknuten 20, which are provided in the exemplary embodiment shown in the end shields 14, 16 (see FIG. 2).
- a Zulaufo réelle 22 for supplying the Kuhlmannmaschine and a drain opening 24 for Kuhlmannmaschine discharges are provided, which are interconnected via the cavities 18, which form a circulation path for the Kuhlmannmaschine.
- the circulation path is formed as two in the flow direction parallel running circulation paths, each extending over a half-shell-shaped portion of the housing.
- the inlet opening 22 is provided centrally in one of the deflection grooves 20, from which one of the cavities 18 extends on each side.
- the two cavities 18 mouth at their opposite end in each of a further of the Umlenknuten 20, each passing into a further of the cavities 18, wherein per circulation path six of the cavities 18 and five of the Umlenknuten 20 are passed before the last of the cavities 18 in the one who
- circulation paths may be formed, for. B. can also be provided only a circulation path.
- the arrangement of the inlet and outlet opening 22, 24 can be varied, so they can for example also be arranged side by side. Depending on the width of the cross-sectional areas of the cavities 18 and the size of the motor 10, the number of cavities 18 and the associated number of Umlenknuten 20 vary.
- the cavities 18 are gleichintuitig over the entire
- the Umlenknuten 20 are rounded in particular in the direction of flow seen in the outer edge regions, or curved like to minimize the force acting on the circulating Kuhlmedium friction resistance and the associated losses.
- holes 26 are provided for receiving a screw connection of the bearing plates 14, 16 in the middle housing part 12, which also serve the motor suspension, so that externally applied screw eyes can be avoided.
- the holes 26 may be formed continuously.
- the size and number of cavities 18 can vary.
- the cavities 18 all have the same flattened cross-section.
- the radial height of the cavities is at least 2 mm, with a height of 3 mm has proven to be particularly advantageous. Due to the cross-sectional shape let a turbulent Kuhlwasserbowung within the cavities 18 for optimal heat absorption can be achieved. For a uniform as possible through-flow, the circulation path has a continuous cross-sectional area.
- the middle Gehause Council 12 is made in one piece as an extruded profile, depending on the engine length of different lengths Gehause Schemee 12 can be timed to allow use in engines with different performance.
- the motor 10 according to the invention is suitable for use in engine series, as used in automobile manufacturers, for example in the various vehicle classes with their different performance classes.
- the middle housing area 12 can also be produced as a die-cast part, which is particularly suitable when the deflection grooves 20 are formed on the end sides of the middle housing area 12.
- the end shields 14, 16 are designed as aluminum die-cast parts, although of course other materials and other production methods can be used.
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Abstract
The present invention is concerned with an electric motor (10) having a rotor and a stator and also a housing which at least partially surrounds the stator and has a plurality of cavities (18), which are connected to one another, for accommodating a cooling liquid, wherein at least an inflow opening (22) and an outflow opening (24) for feeding and respectively discharging the cooling liquid are provided, said inflow opening and outflow opening being connected to one another via the cavities (18) in such a way that at least one circulation path for conducting the cooling liquid is formed between the inflow (22) and the outflow (24). In order to cool the electric motor (10) in a simple and cost-effective manner while saving space and at the same time ensuring efficient heat dissipation, the housing has a central hollow-cylindrical housing region (12) and two end-face end plates (14, 16), wherein a plurality of cavities (18) which are open towards the two end faces are formed in the wall of the central housing region (12), and deflection grooves (20) which in each case connect at least two of the cavities (18) are formed in the end plates (14,16) and/or the end areas of the central housing region (12).
Description
Beschreibungdescription
Elektromotorelectric motor
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator sowie einem Gehäuse, das den Stator wenigstens teilweise umgibt und mehrere miteinander verbundene Hohlräume zur Aufnahme einer Kuhlflussigkeit aufweist, wobei wenigstens eine Zu- und eine AblaufÖffnung zum Zufuhren beziehungsweise Abfuhren der Kuhlflussigkeit vorgesehen sind, die über die Hohlräume derart miteinander verbunden sind, dass zwischen dem Zulauf und dem Ablauf wenigstens ein Zirkulationspfad zum Fuhren der Kuhlflussigkeit ausgebildet ist.The present invention relates to an electric motor having a rotor and a stator and a housing which surrounds the stator at least partially and a plurality of interconnected cavities for receiving a Kuhlflussigkeit, wherein at least one inlet and one outlet opening for supplying or discharging the Kuhlflussigkeit provided are, which are interconnected via the cavities such that between the inlet and the outlet at least one circulation path for carrying the Kuhlflussigkeit is formed.
Zur Erfüllung der Leistungsanforderungen an elektrische Maschinen, insbesondere an elektrische Motoren, werden diese flussigkeitsgekuhlt . Bei Industriemotoren werden dazu z. B. Statorgehause mit einer rechteckigen Außenform verwendet, wobei in den Eckbereichen des Gehäuses Kuhlnuten angeordnet werden, in denen Kuhlflussigkeit eingebracht wird, um dem Motor Warme zu entziehen. Um das Kuhlmedium von einem Eckbereich zum anderen zu transportieren, müssen an den Enden Umlenkungen vorgesehen sein. Diese bedeuten jedoch einen nicht unerheblichen Mehraufwand bei der Konstruktion und der Herstellung. Daneben gibt es auch Motoren mit einem doppelwandigen Gehäuse, dessen Hohlraum mit Rippen unterteilt ist. Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, dass das Kuhlmedium bei den bekannten Losungen in den Hohlräumen ungefuhrt ist, wodurch die Kuhlleistung reduziert wird. Als Folge dessen können zum Beispiel sogenannte Warmenester entstehen, d. h. Bereiche des Motorgehäuses mit einer nur unzureichenden Kühlung, was zu einer Uberhitzung des Motors beziehungsweise zu Temperaturspannungen im Gehäuse fuhren kann. Bekannt sind aus dem Fahrzeugbereich z. B.To meet the performance requirements of electrical machines, in particular to electric motors, these are liquid cooled. In industrial engines are z. B. Statorgehause used with a rectangular outer shape, being arranged in the corner regions of the housing Kuhlnuten in which Kuhlflussigkeit is introduced to extract heat from the engine. In order to transport the cooling medium from one corner region to the other, deflections must be provided at the ends. However, these mean a considerable additional effort in the design and manufacture. There are also motors with a double-walled housing, whose cavity is divided by ribs. However, it has proved to be disadvantageous that the cooling medium in the known solutions in the cavities is not accurate, whereby the cooling power is reduced. As a result, for example, so-called heat esters can arise, i. H. Areas of the motor housing with insufficient cooling, which can lead to overheating of the motor or to temperature stresses in the housing. Are known from the vehicle z. B.
Lichtmaschinen mit Wasserkühlung, wobei der Kuhlungsbedarf mit dem zunehmenden Strombedarf für die verschiedenen
Fahrzeugkomponenten zusammenhangt. In Verbindung mit neuen Antriebskonzepten, beispielsweise dem Hybridantrieb, kommt Elektromotoren in Fahrzeugen, insbesondere in PKWs, jedoch eine völlig neue Rolle zu, da sie hierbei einerseits als Generator und andererseits direkt als Fahrzeugantrieb eingesetzt werden, wobei diese beiden Aufgaben grundsatzlich von ein und derselben elektrischen Maschine übernommen werden können. Aufgrund der damit zusammenhangenden hohen Leistungsanforderung müssen die Elektromotoren zwangsläufig gekühlt sein, wobei sich mit einem flussigen Kuhlmedium gegenüber Luft als Kuhlmedium ein höherer Wirkungsgrad erzielen lasst. Da sich auch für die Verwendung als Antrieb aufgrund der engen raumlichen Platzverhaltnisse im Fahrzeug der Bereich anbietet, an dem bisher die Lichtmaschine angeordnet war, sind solche Elektromotoren besonders gunstig, die möglichst kompakt gebaut sind.Water-cooled alternators, where the cooling demand with the increasing power demand for the various Vehicle components related. In connection with new drive concepts, such as the hybrid drive, electric motors in vehicles, especially in cars, but a completely new role, since they are used here as a generator and on the other hand directly as a vehicle drive, these two tasks in principle of one and the same electrical Machine can be taken. Due to the associated high power requirement, the electric motors must necessarily be cooled, with a liquid Kuhlmedium against air as Kuhlmedium a higher efficiency can be achieved. Since also offers for use as a drive due to the narrow spatial space conditions in the vehicle, the area where previously the alternator was located, such electric motors are particularly favorable, which are built as compact as possible.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine einfache und kostengünstige Kühlung eines Elektromotors zur Verfugung zu stellen, die raumsparend ist und gleichzeitig eine effiziente Warmeabfuhr gewahrleistet.The object of the present invention is to provide a simple and inexpensive cooling of an electric motor at your disposal, which is space-saving and at the same time ensures efficient heat dissipation.
Erfindungsgemaß wird die Aufgabe durch einen Elektromotor der eingangs beschriebenen Art gelost, bei dem das Gehäuse einen mittleren hohlzylindrischen Gehausebereich und zwei stirnseitige Lagerschilde aufweist, wobei in der Wandung des mittleren Gehausebereiches mehrere zu beiden Stirnseiten hin offene Hohlräume ausgebildet sind und in den Lagerschilden und/oder in den Stirnflachen des mittleren Gehausebereiches Umlenknuten ausgebildet sind, die jeweils wenigstens zwei der Hohlräume verbinden.According to the invention the object is achieved by an electric motor of the type described above, in which the housing has a central hollow cylindrical Gehausebereich and two end bearing plates, wherein in the wall of the middle Gehausebereiches several open to both end faces cavities are formed and in the end shields and / or Umlenknuten are formed in the end surfaces of the middle Gehausebereich, each connecting at least two of the cavities.
Der Vorteil des erfindungsgemaßen Elektromotors besteht darin, dass der Elektromotor aufgrund des hohlzylindrischen Bereichs eine kompakte Außenform aufweist und sich damit für enge Raumverhaltnisse eignet, zum Beispiel im Motorraum bei Hybridfahrzeugen. Das Gehäuse ist dreiteilig aufgebaut, was
insbesondere die Herstellung und Montage vereinfacht. Durch die Ausbildung der Umlenknuten ist außerdem der konstruktive Mehraufwand minimal, da separate Maßnahmen zur Umlenkung des Kuhlmediums nicht erforderlich sind. Durch die Umlenknuten wird eine definierte Verbindung zwischen den Hohlräumen gewahrleistet, wobei diese bewirken, dass das Gehäuse selbst flussigkeitsgekuhlt ist.The advantage of the electric motor according to the invention is that the electric motor has a compact external shape due to the hollow cylindrical region and is thus suitable for close spatial relationships, for example in the engine compartment in hybrid vehicles. The housing is built in three parts, which in particular simplifies the manufacture and assembly. Due to the design of the Umlenknuten also the additional design effort is minimal, since separate measures for deflecting the Kuhlmediums are not required. By the Umlenknuten a defined connection between the cavities is ensured, which cause the housing itself is Flussigkeitsgekuhlt.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform sind die Hohlräume in dem mittleren Gehausebereich in Umfangsrichtung des Gehäuses gleichmaßig verteilt angeordnet, d. h. die Kühlung des Motors erfolgt über 360°. Dadurch wird der Elektromotor derart gleichmaßig gekühlt, dass die Bildung von Warmenestern wirksam verhindert wird.In a preferred embodiment, the cavities in the middle Gehausebereich are arranged uniformly distributed in the circumferential direction of the housing, d. H. the cooling of the engine takes place over 360 °. As a result, the electric motor is cooled uniformly such that the formation of hot springs is effectively prevented.
Weiter bevorzugt ist eine Ausfuhrungsform, bei der alle Hohlräume den gleichen Querschnitt aufweisen, wodurch sich eine gleichmaßige Durchstromung erreichen lasst, so dass das Kuhlmedium möglichst viel Warme aufnehmen kann.Further preferred is an embodiment in which all the cavities have the same cross-section, whereby a gleichmaßige Durchstromung let reach, so that the cooling medium can absorb as much heat as possible.
Vorzugsweise weisen die Hohlräume einen abgeflachten Querschnitt auf, um die Gehauseabmessungen möglichst gering zu halten und gleichzeitig die Hohlräume für den Zirkulationspfad nicht zu klein auszufuhren.Preferably, the cavities have a flattened cross section in order to minimize the Gehauseabmessungen and at the same time not run the cavities for the circulation path too small.
Eine vorteilhafte Durchstromung erhalt man, wenn die radiale Hohe der Hohlräume wenigstens 2 mm, vorzugsweise 3 mm betragt, da diese Dimensionen bei den üblichen Fließgeschwindigkeiten besonders gunstige Stromungsverhaltnisse ergeben. Gleichzeitig werden die radialen Abmessungen des Elektromotors durch das Vorsehen der Hohlräume für die Kühlung nicht unnötig vergrößert. Wurde man die Hohlräume in der Hohe kleiner ausfuhren, wurden die auftretenden Stromungswiderstande relativ stark ansteigen, was eine höhere Pumpenleistung erfordern wurde und zumindest eine schlechtere Kühlung bedeuten wurde.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Kuhlwasserfuhrung innerhalb der Hohlräume turbulent, damit die Wärmeaufnahme durch Konvektion möglichst groß ist, d. h. es kann möglichst viel Warme aufgenommen werden. Die turbulente Strömung verhindert eine laminare Strömung, bei der im Gegensatz zur turbulenten Strömung letztlich nur ein Teil des Kuhlmediums zur Wärmeaufnahme genutzt wurde.An advantageous flow through is obtained when the radial height of the cavities amounts to at least 2 mm, preferably 3 mm, since these dimensions result in particularly favorable flow conditions at the usual flow rates. At the same time, the provision of cavities for cooling does not unnecessarily increase the radial dimensions of the electric motor. If the cavities were made smaller in height, the flow resistances that occur would increase relatively sharply, which would require a higher pumping capacity and would mean at least a poorer cooling. In a particularly preferred embodiment, the Kuhlwasserfuhrung is turbulent within the cavities, so that the heat absorption by convection is as large as possible, ie it can be recorded as much heat. The turbulent flow prevents a laminar flow, in contrast to the turbulent flow ultimately only a part of the Kuhlmediums was used for heat absorption.
Bevorzugt ist weiter eine Ausfuhrungsform, bei der die Hohlräume über die Umlenknuten maanderformig verbunden sind. Dadurch kann ein möglichst großer Bereich der Umfangsflache von Kuhlflussigkeit umströmt werden. Die Mäanderform erlaubt eine größere Fließgeschwindigkeit des Kuhlmediums bei einer auf den Umfangsbereich bezogenen großflächigen Warmeubergangsflache, wodurch die Effizienz der Kühlung verbessert wird.Preference is further given to an embodiment in which the cavities are connected maanderformig on the Umlenknuten. As a result, the largest possible area of the peripheral surface can be flowed around by cooling liquid. The meandering shape allows a greater flow rate of Kuhlmediums with a related to the peripheral area large-area Warmeübergangsflache, whereby the efficiency of the cooling is improved.
Vorzugsweise weist der Zirkulationspfad eine kontinuierliche Querschnittsflache auf, um eine möglichst gleichmaßige Strömung zu ermöglichen, aufgrund derer auch die Kühlung möglichst gleichmaßig erfolgt.Preferably, the circulation path has a continuous cross-sectional area in order to allow the most uniform possible flow, due to which the cooling is as uniform as possible.
In einer bevorzugten Ausfuhrung sind die Zulauf- und die Ablaufoffnung in den Lagerschilden vorgesehen. Da die Befestigung des Elektromotors an den Lagerschilden erfolgt, lassen sich die Anschlüsse einfach integrieren. Dadurch werden die Seitenflachen von Anschlüssen freigehalten, so dass sich der Elektromotor unter anderem besser einsetzen und auch platzsparender verbauen lasst. Die Ausbildung der Zu- und Ablaufoffnungen in den Lagerschilden bietet sich insbesondere dann an, wenn auch die Umlenknuten in den Lagerschilden ausgebildet sind.In a preferred embodiment, the inlet and the outlet opening are provided in the end shields. Since the attachment of the electric motor takes place on the end shields, the connections can be easily integrated. As a result, the side surfaces of terminals are kept free, so that the electric motor, inter alia, better use and also space-saving obstruct. The formation of the inlet and outlet openings in the end shields is particularly appropriate when the Umlenknuten are formed in the end shields.
Eine besonders effiziente Kühlung erhalt man, wenn die Zulauf- und die Ablaufoffnung an einem der beidenA particularly efficient cooling is obtained when the inlet and the outlet opening at one of the two
Lagerschilde diametral entgegengesetzt angeordnet sind und in Durchstromungsrichtung zwei parallele Zirkulationspfade
ausgebildet sind, die sich jeweils über einen halbschalenformigen Bereich des Gehäuses erstrecken, wobei die Zulauf- und die Ablaufoffnung jeweils mittig in eine der Umlenknuten munden.End shields are arranged diametrically opposite and in the flow direction two parallel circulation paths are formed, each extending over a half-shell-shaped portion of the housing, wherein the inlet and the Ablaufoffnung each centered in one of the Umlenknuten.
Für einen möglichst kompakten und damit auch raumsparenden Elektromotor ist das Gehäuse außenseitig zylindrisch. Dadurch lasst sich der erfindungsgemaße Elektromotor auch bei sehr engen Verhaltnissen einbauen.For a compact and thus space-saving electric motor, the housing is cylindrical on the outside. As a result, let the electric motor according to the invention be installed even in very close conditions.
In einer bevorzugten Ausfuhrung ist das mittlere Gehauseteil stranggepresst . Neben einer einfachen und kostengünstigen Herstellung lassen sich dadurch verschieden große Elektromotoren mit der erfindungsgemaßen Kühlung anfertigen. Die Elektromotoren weisen dabei den gleichen Durchmesser auf und können durch Veränderungen in der Lange angepasst werden. Da das mittlere Gehauseteil zunächst als Strangpressprofil vorliegt, kann dieses Gehauseteil durch einfaches Ablangen auf die gewünschte Abmessung angefertigt werden. Für die Ausbildung von Umlenknuten in dem mittleren Gehausebereich können die Umlenknuten nach dem Ablangen in einem separaten Arbeitsschritt zwischen benachbarten Kanälen eingearbeitet werden, um die gewünschte Uberstromung von einem Hohlraum in den benachbarten Hohlraum zu erreichen. Die Lagerschilde können dann als einfache kreisförmige Platten mit entsprechenden Bohrungen als Zustrom- und Abfuhroffnungen ausgebildet sein. Demgegenüber bietet die Ausbildung der Umlenknuten in den Lagerschilden den Vorteil, dass das Einarbeiten der Umlenknuten in das Strangpressprofil entfallt und die Vorteile der einfachen Herstellung eines Strangpressprofils beibehalten werden können.In a preferred embodiment, the middle housing part is extruded. In addition to a simple and cost-effective production can thereby make different sized electric motors with the inventive cooling. The electric motors have the same diameter and can be adjusted by changes in length. Since the middle housing part is initially present as an extruded profile, this housing part can be made by simply trimming to the desired size. For the formation of Umlenknuten in the middle Gehausebereich the Umlenknuten can be incorporated after Abfangen in a separate step between adjacent channels to achieve the desired overcurrent from one cavity into the adjacent cavity. The end shields can then be designed as simple circular plates with corresponding holes as inflow and Abfuhroffnungen. In contrast, the formation of the Umlenknuten in the end shields has the advantage that the incorporation of Umlenknuten omitted in the extruded profile and the advantages of easy production of an extruded profile can be maintained.
Nachfolgend wird anhand der beigefugten Zeichnungen naher auf ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:In the following, reference will be made to an exemplary embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 schematisch eine isometrische Darstellung eines Elektromotor mit einer maanderformigen Kühlung;
Fig. 2 eine Schragansicht eines Lagerschilds desFig. 1 shows schematically an isometric view of an electric motor with a maanderformigen cooling; Fig. 2 is an oblique view of a bearing plate of
Elektromotors nach Fig. 1 undElectric motor according to Fig. 1 and
Fig. 3 einen Schnitt quer zur Rotationsachse durch den mittleren Gehausebereichs des Elektromotors nachFig. 3 shows a section transverse to the axis of rotation through the middle Gehausebereichs of the electric motor
Fig. 1 mit Hohlräumen zur Kuhlflussigkeitsfuhrung.Fig. 1 with cavities for Kuhlflussigkeitsfuhrung.
In Fig. 1 ist ein Elektromotor 10 gezeigt, bei dem aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung des Rotors und des Stators verzichtet wurde. Der Elektromotor 10 ist mit einem mittleren Gehausebereich 12 und zwei stirnseitigen Lagerschilden 14, 16 ausgebildet. Der mittlere Gehausebereich 12 ist hohlzylindrisch ausgebildet, so dass er den Stator umgibt. Das Gehäuse 12 ist außenseitig zylindrisch ausgebildet, so dass es auch unter beengten Platzverhaltnissen verwendet werden kann.In Fig. 1, an electric motor 10 is shown, was omitted in the sake of clarity on the representation of the rotor and the stator. The electric motor 10 is formed with a middle Gehausebereich 12 and two end bearing plates 14, 16. The middle Gehausebereich 12 is formed as a hollow cylinder, so that it surrounds the stator. The housing 12 is cylindrical on the outside, so that it can be used even in confined Platzverhaltnissen.
Wenn der Stator außenseitig ellipsoid- oder mehrkantartig ausgebildet ist, kann der Innenquerschnitt des mittleren Gehausebereichs 12 neben der gezeigten Kreisform auch entsprechend ellipsoid- oder mehrkantartig ausgebildet sein. Damit kann selbstverständlich auch eine Veränderung der äußeren Form des mittleren Gehausebereichs 12 und der Lagerschilde 14, 16 verbunden sein.If the stator is formed on the outside ellipsoidal or polygonal, the inner cross section of the middle Gehausebereichs 12 may be formed in addition to the circular shape shown also correspondingly ellipsoidal or polygonal. This can of course also be a change in the outer shape of the middle Gehausebereichs 12 and the end shields 14, 16 connected.
In der Wandung des mittleren Gehausebereichs 12 sind Hohlräume 18 vorgesehen (siehe Fig. 3) , die miteinander verbunden sind und der Aufnahme einer Kuhlflussigkeit dienen, welche die in dem Motor 10 erzeugte Warme aufnimmt und abtransportiert, um so den Motor 10 zu kühlen. Die Hohlräume 18 verlaufen parallel zueinander und sind über Umlenknuten 20 maanderformig verbunden, welche in dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel in den Lagerschilden 14, 16 vorgesehen sind (siehe Fig. 2) .In the wall of the central housing portion 12 cavities 18 are provided (see Fig. 3) which are interconnected and serve to accommodate a Kuhlflussigkeit which receives the heat generated in the engine 10 and transported away, so as to cool the motor 10. The cavities 18 run parallel to one another and are connected maanderformig via Umlenknuten 20, which are provided in the exemplary embodiment shown in the end shields 14, 16 (see FIG. 2).
In einem der Lagerschilde 16 sind eine Zulaufoffnung 22 zum Zufuhren der Kuhlflussigkeit und eine Ablaufoffnung 24 zum
Abfuhren der Kuhlflussigkeit vorgesehen, die über die Hohlräume 18 miteinander verbunden sind, welche einen Zirkulationspfad für die Kuhlflussigkeit bilden. Der Zirkulationspfad ist als zwei in Durchstromungsrichtung parallel verlaufende Zirkulationswege ausgebildet, die sich jeweils über einen halbschalenformigen Bereich des Gehäuses erstrecken. Dazu ist die ZulaufÖffnung 22 mittig in einer der Umlenknuten 20 vorgesehen, von der aus sich nach beiden Seiten je einer der Hohlräume 18 erstreckt. Die beiden Hohlräume 18 munden an ihrem gegenüberliegenden Ende jeweils in eine weitere der Umlenknuten 20, die jeweils in einen weiteren der Hohlräume 18 übergehen, wobei pro Zirkulationsweg jeweils sechs der Hohlräume 18 beziehungsweise fünf der Umlenknuten 20 passiert werden, bevor der letzte der Hohlräume 18 in diejenige derIn one of the end shields 16 are a Zulaufoffnung 22 for supplying the Kuhlflussigkeit and a drain opening 24 for Kuhlflussigkeit discharges are provided, which are interconnected via the cavities 18, which form a circulation path for the Kuhlflussigkeit. The circulation path is formed as two in the flow direction parallel running circulation paths, each extending over a half-shell-shaped portion of the housing. For this purpose, the inlet opening 22 is provided centrally in one of the deflection grooves 20, from which one of the cavities 18 extends on each side. The two cavities 18 mouth at their opposite end in each of a further of the Umlenknuten 20, each passing into a further of the cavities 18, wherein per circulation path six of the cavities 18 and five of the Umlenknuten 20 are passed before the last of the cavities 18 in the one who
Umlenknuten 20 mundet, in deren Mitte die Ablaufoffnung 24 vorgesehen ist.Umlenknuten 20 mouths, in the middle of the Ablaufoffnung 24 is provided.
Selbstverständlich können auch andere Zirkulationspfade ausgebildet sein, z. B. kann auch nur ein Zirkulationspfad vorgesehen sein. Auch die Anordnung der Zu- und Ablaufoffnung 22, 24 kann variiert werden, so können diese beispielsweise auch nebeneinander angeordnet sein. Je nach Breite der Querschnittsflachen der Hohlräume 18 und der Große des Motors 10 kann auch die Zahl der Hohlräume 18 und die damit zusammenhangende Zahl der Umlenknuten 20 variieren.Of course, other circulation paths may be formed, for. B. can also be provided only a circulation path. The arrangement of the inlet and outlet opening 22, 24 can be varied, so they can for example also be arranged side by side. Depending on the width of the cross-sectional areas of the cavities 18 and the size of the motor 10, the number of cavities 18 and the associated number of Umlenknuten 20 vary.
Die Hohlräume 18 sind gleichmaßig über die gesamteThe cavities 18 are gleichmaßig over the entire
Umfangsrichtung des mittleren Gehausebereichs 12 verteilt angeordnet, um so eine gleichmaßige Kühlung des Elektromotors 10 zu gewahrleisten, bei der die Bildung von Warmenestern vermieden wird. Die Umlenknuten 20 sind insbesondere auf in den in Stromungsrichtung gesehen äußeren Randbereichen abgerundet, beziehungsweise kurvenartig ausgebildet, um den auf das zirkulierende Kuhlmedium wirkenden Reibungswiderstand und die damit einhergehenden Verluste zu minimieren.
Zwischen den Hohlräumen 18 sind in dem mittleren Gehauseteil 12 Bohrungen 26 zur Aufnahme einer Verschraubung der Lagerschilde 14, 16 vorgesehen, die auch der Motoraufhangung dienen, so dass außen auftragende Schraubaugen vermieden werden können. Je nach Motorlange können die Bohrungen 26 auch durchgehend ausgebildet sein. Je nach Anzahl der erforderlichen Schrauben können die Große und die Anzahl der Hohlräume 18 variieren. Zwischen den Lagerschilden 14, 16 und dem mittleren Gehauseteil 12 ist jeweils eine nicht dargestellte Formdichtung angeordnet.Circumferentially arranged circumferential direction of the middle Gehausebereichs 12, so as to ensure a gleichmaßige cooling of the electric motor 10, in which the formation of hot springs is avoided. The Umlenknuten 20 are rounded in particular in the direction of flow seen in the outer edge regions, or curved like to minimize the force acting on the circulating Kuhlmedium friction resistance and the associated losses. Between the cavities 18 holes 26 are provided for receiving a screw connection of the bearing plates 14, 16 in the middle housing part 12, which also serve the motor suspension, so that externally applied screw eyes can be avoided. Depending on the engine length, the holes 26 may be formed continuously. Depending on the number of screws required, the size and number of cavities 18 can vary. Between the end shields 14, 16 and the middle housing part 12 a not shown form seal is arranged in each case.
Die Hohlräume 18 weisen alle den gleichen abgeflachten Querschnitt auf. Die radiale Hohe der Hohlräume betragt mindestens 2 mm, wobei sich eine Hohe von 3 mm als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Aufgrund der Querschnittsform lasst sich eine turbulente Kuhlwasserfuhrung innerhalb der Hohlräume 18 zur optimalen Wärmeaufnahme erreichen. Für eine möglichst gleichmaßige Durchstromung weist der Zirkulationspfad eine kontinuierliche Querschnittsflache auf.The cavities 18 all have the same flattened cross-section. The radial height of the cavities is at least 2 mm, with a height of 3 mm has proven to be particularly advantageous. Due to the cross-sectional shape let a turbulent Kuhlwasserfuhrung within the cavities 18 for optimal heat absorption can be achieved. For a uniform as possible through-flow, the circulation path has a continuous cross-sectional area.
Der mittlere Gehausebereich 12 ist einteilig als Strangpressprofil hergestellt, wobei je nach Motorlange unterschiedlich lange Gehausebereiche 12 abgelangt werden können, um den Einsatz bei Motoren mit unterschiedlichen Leistungen zu ermöglichen. Dadurch eignet sich der erfindungsgemaße Motor 10 für den Einsatz bei Motorenbaureihen, wie sie bei Automobilherstellern zum Beispiel bei den verschiedenen Fahrzeugklassen mit ihren unterschiedlichen Leistungsklassen verwendet werden. Der mittlere Gehausebereich 12 kann aber auch als Druckgussteil hergestellt sein, was sich insbesondere dann anbietet, wenn die Umlenknuten 20 an den Stirnseiten des mittleren Gehausebereichs 12 ausgebildet sind. Für eine kostengünstige Herstellung sind die Lagerschilde 14, 16 als Aluminium- Druckgussteile ausgeführt, wobei selbstverständlich auch andere Materialien und andere Herstellungsverfahren zum Einsatz kommen können.
The middle Gehausebereich 12 is made in one piece as an extruded profile, depending on the engine length of different lengths Gehausebereiche 12 can be timed to allow use in engines with different performance. As a result, the motor 10 according to the invention is suitable for use in engine series, as used in automobile manufacturers, for example in the various vehicle classes with their different performance classes. However, the middle housing area 12 can also be produced as a die-cast part, which is particularly suitable when the deflection grooves 20 are formed on the end sides of the middle housing area 12. For a cost-effective production, the end shields 14, 16 are designed as aluminum die-cast parts, although of course other materials and other production methods can be used.
Claims
1. Elektromotor (10) mit einem Rotor und einem Stator sowie einem Gehäuse, das den Stator wenigstens teilweise umgibt und mehrere miteinander verbundene Hohlräume (18) zurHaving an electric motor (10) with a rotor and a stator and a housing which surrounds the stator at least partially and a plurality of interconnected cavities (18) for
Aufnahme einer Kuhlflussigkeit aufweist, wobei wenigstens eine Zu- (22) und eine Ablaufoffnung (24) zum Zufuhren beziehungsweise Abfuhren der Kuhlflussigkeit vorgesehen sind, die über die Hohlräume (18) derart miteinander verbunden sind, dass zwischen dem Zulauf (22) und dem Ablauf (24) wenigstens ein Zirkulationspfad zum Fuhren der Kuhlflussigkeit ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse einen mittleren hohlzylindrischen Gehausebereich (12) und zwei stirnseitige Lagerschilde (14, 16) aufweist, wobei in der Wandung des mittleren Gehausebereiches (12) mehrere zu beiden Stirnseiten hin offene Hohlräume (18) ausgebildet sind und in den Lagerschilden (14, 16) und/oder in den Stirnflachen des mittleren Gehausebereiches (12) Umlenknuten (20) ausgebildet sind, die jeweils wenigstens zwei der Hohlräume (18) verbinden.Receiving a Kuhlflussigkeit, wherein at least one supply (22) and a Ablaufoffnung (24) are provided for supplying or discharging Kuhlflussigkeit, which are connected via the cavities (18) with each other such that between the inlet (22) and the drain (24) at least one circulation path for carrying the Kuhlflussigkeit is formed, characterized in that the housing has a central hollow cylindrical Gehausebereich (12) and two end bearing plates (14, 16), wherein in the wall of the middle Gehausebereiches (12) more to both end sides open cavities (18) are formed and in the end shields (14, 16) and / or in the end faces of the middle Gehausebereiches (12) Umlenknuten (20) are formed, each connecting at least two of the cavities (18).
2. Elektromotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the
Hohlräume (18) in dem mittleren Gehausebereich (12) in Umfangsrichtung des Gehäuses gleichmaßig verteilt angeordnet sind.Hollow spaces (18) in the middle Gehausebereich (12) are distributed uniformly distributed in the circumferential direction of the housing.
3. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass alle Hohlräume (18) den gleichen Querschnitt aufweisen.3. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that all cavities (18) have the same cross-section.
4. Elektromotor nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die4. Electric motor according to claim 3, characterized in that the
Hohlräume (18) einen abgeflachten Querschnitt aufweisen. Hollow spaces (18) have a flattened cross-section.
5. Elektromotor nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die radiale Hohe der Hohlräume (18) wenigstens 2 mm , vorzugsweise 3 mm betragt.5. Electric motor according to claim 3 or 4, characterized in that the radial height of the cavities (18) is at least 2 mm, preferably 3 mm.
6. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kuhlwasserstromung innerhalb der Hohlräume (18) turbulent ist.6. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the Kuhlwasserstromung within the cavities (18) is turbulent.
7. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hohlräume (18) über die Umlenknuten (20) maanderformig verbunden sind.7. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities (18) are connected via the Umlenknuten (20) maanderformig.
8. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zirkulationspfad eine kontinuierliche Querschnittsflache aufweist .8. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the circulation path has a continuous cross-sectional area.
9. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zulauf- (22) und die Ablaufoffnung (24) in den Lagerschilden (14, 16) vorgesehen sind.9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the inflow (22) and the Ablaufoffnung (24) in the end shields (14, 16) are provided.
10. Elektromotor nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zulauf- (22) und die Ablaufoffnung (24) an einem der beiden Lagerschilde (14, 16) diametral entgegengesetzt angeordnet sind und in Durchstromungsrichtung zwei parallele Zirkulationspfade ausgebildet sind, die sich jeweils über einen halbschalenformigen Bereich des Gehäuses erstrecken, wobei die Zulauf- (14) und die Ablaufoffnung (16) jeweils mittig in eine der Umlenknuten (20) munden. 10. Electric motor according to claim 9, characterized in that the inlet (22) and the Ablaufoffnung (24) on one of the two end shields (14, 16) are arranged diametrically opposite and formed in the flow direction two parallel circulation paths, each having a extend half-shell-shaped portion of the housing, wherein the inlet (14) and the Ablaufoffnung (16) respectively in the middle of one of the Umlenknuten (20) mouth.
11. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse außenseitig zylindrisch ist.11. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is cylindrical on the outside.
12. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das mittlere Gehauseteil (12) stranggepresst ist. 12. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the middle housing part (12) is extruded.
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