DE102017010383A1 - Rotary motor with a rotor element and with a stator element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotationsmotor mit einem Rotorelement (26) und mit einem Statorelement (10), von welchen wenigstens eines der beiden Elemente aus einem Blechpaket (12) gebildet ist, welches aus mehreren Blechschnitten (14) mit jeweiligen Aussparungen (16) zusammengefügt ist, welche nach dem Zusammenfügen der jeweiligen einzelnen Blechschnitte (14) zum Blechpaket (12) wenigstens einen zugeordneten Kühlkanal (18) ausbilden, wobei ein Dichtungsmittel (20) vorgesehen ist, mittels welchem der wenigstens ein Kühlkanal (18) abgedichtet ist.The invention relates to a rotary motor with a rotor element (26) and with a stator element (10), of which at least one of the two elements is formed from a laminated core (12) which is assembled from a plurality of laminations (14) with respective recesses (16) which form at least one associated cooling channel (18) after joining the respective individual sheet metal cuts (14) to the laminated core (12), wherein a sealing means (20) is provided, by means of which the at least one cooling channel (18) is sealed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotationsmotor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben Art.The invention relates to a rotary motor specified in the preamble of claim 1. Art.
Die
Die
Die
Beim Einbringen der Kühlkanäle in ein Statorgehäuse oder in einen Rotor besteht bei allen Ausführungsvarianten das Problem eines großen Abstandes und zahlreicher Wärmeübergänge zwischen den Wärmequellen und dem Kühlmittel. Das Stanzen von Blechschnitten bietet hierbei Kostenvorteile beim Erstellen der Kühlkanäle, da diese ohne nennenswerten Mehraufwand mit gefertigt werden können. Allerdings besteht eine große Herausforderung in einer gegen Betriebsmedien beständigen Abdichtung der aus geschichteten einzelnen Blechschnitten bestehenden Kühlkanalanordnung.When introducing the cooling channels into a stator housing or into a rotor, the problem of a large distance and numerous heat transfers between the heat sources and the coolant exists in all variants. The punching of sheet metal sections offers cost advantages when creating the cooling channels, as they can be manufactured without significant additional effort. However, there is a great challenge in a resistant to operating media sealing of existing layered individual laminations cooling channel arrangement.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rotationsmotor einer elektrischen Maschine zu schaffen, mittels welcher eine besonders vorteilhafte Kühlung des Rotationsmotor ermöglicht ist.Object of the present invention is to provide a rotary motor of an electric machine, by means of which a particularly advantageous cooling of the rotary motor is made possible.
Diese Aufgabe wird durch einen Rotationsmotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a rotary motor having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Der erfindungsgemäße Rotationsmotor umfasst ein Rotorelement und ein Statorelement, von welchen wenigstens eines der beiden Elemente aus einem Blechpaket gebildet ist. Dieses Blechpaket ist aus mehreren Blechschnitten mit jeweiligen Aussparungen zusammengefügt, welche nach dem Zusammenfügen der jeweiligen einzelnen Blechschnitte zum Blechpaket wenigstens einen zugeordneten Kühlkanal ausbilden. Um den wenigstens einen zugeordneten Kühlkanal mediendicht abzudichten, wird erfindungsgemäß ein Dichtungsmittel vorgesehen, mittels welchem der wenigstens ein Kühlkanal abgedichtet ist.The rotary motor according to the invention comprises a rotor element and a stator element, of which at least one of the two elements is formed from a laminated core. This laminated core is assembled from a plurality of laminations with respective recesses, which form at least one associated cooling channel after joining the respective individual laminations to the laminated core. In order to seal the media-tightly the at least one associated cooling channel, a sealing means is provided according to the invention, by means of which the at least one cooling channel is sealed.
Ein derartiger Rotationsmotor hat den Vorteil, dass er eine dauerhafte und betriebssichere Abdichtung gegenüber flüssigen Medien unabhängig von dem Fügeverfahren der Blechschnitte aufweist. Des Weiteren wird eine funktionsbeeinträchtigende Korrosion der Blechschnitte im Blechpaket wirkungsvoll verhindert. Dies ermöglicht den Einsatz von im Kraftfahrzeug üblichen Kühlmitteln auf wässeriger Basis im Direktkontakt mit den Blechschnitten ohne weitere Wärmeübergang zum Gehäuse. In anderen Worten ist die Wärmeabfuhr von der Wärmequelle, beispielsweise von dem Statorelement und/oder dem Rotorelement, zu dem Kühlmittel deutlich verbessert. Diese verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht einhergehend eine Steigerung des Drehmoments beziehungsweise eine Steigerung der Leistung des Rotationsmotors.Such a rotary motor has the advantage that it has a permanent and reliable sealing against liquid media, regardless of the method of joining the laminations. Furthermore, a functionally impairing corrosion of the laminations in the laminated core is effectively prevented. This allows the use of common in the motor vehicle coolant on an aqueous basis in direct contact with the laminations without further heat transfer to the housing. In other words, the heat dissipation from the heat source, for example from the stator element and / or the rotor element, to the coolant is significantly improved. This improved heat dissipation allows an increase in the torque or an increase in the power of the rotary motor.
Der Kühlkanal ist vorzugsweise außenumfangsseitig umlaufend geschlossen ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein verbesserter Wärmeaustausch zwischen der Wärmequelle und dem Kühlmittel aufgrund der optimal großen Kontaktoberfläche ermöglicht ist. Ferner kann die Durchflussrate des Kühlmittels erhöht werden, so dass sich insgesamt eine bessere Wärmeabfuhr ergibt.The cooling channel is preferably formed circumferentially closed on the outer peripheral side. This has the advantage that an improved heat exchange between the heat source and the coolant is made possible due to the optimally large contact surface. Furthermore, the flow rate of the coolant can be increased, so that overall results in a better heat dissipation.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kühlkanal offen ausgebildet und an der Außenseite des Blechpaketes angeordnet, wobei der Kühlkanal durch ein Statorgehäuse geschlossen ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Kühlkanal zum Aufbringen des Dichtungselements frei zugänglich ist. Nach dem Aufbringen des Dichtungselements kann das Blechpaket mittels einem Fügeverfahren, wie zum Beispiel Einpressen, Kleben, Schweißen oder anderen ähnlichen Mitteln befestigt werden. Durch die Anordnung an der Außenseite des Blechpakets hat der Kühlkanal den größtmöglichen Durchmesser und somit eine besonders große Kontaktoberfläche.In one embodiment of the invention, the cooling channel is open and arranged on the outside of the laminated core, wherein the cooling channel is closed by a stator housing. As a result, the advantage is achieved that the cooling channel for applying the sealing element is freely accessible. After the application of the sealing element, the laminated core can be fastened by means of a joining method, such as press-fitting, gluing, welding or other similar means. Due to the arrangement on the outside of the laminated core, the cooling channel has the largest possible diameter and thus a particularly large contact surface.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Kühlkanal im Inneren des Blechpakets angeordnet und zu einer Außenseite des Blechpakets beabstandet. Diese Ausgestaltung ist vor allem dann von Vorteil, wenn der Kühlkanal im Rotorelement angeordnet ist. Aufgrund der hierbei auftretenden Fliehkräfte bei einer Drehbewegung des Rotorelements auf das Kühlmittel im Kühlkanal ist eine besonders gute Abdichtung des Kühlkanals notwendig. Durch die Lage des Kühlkanals im Inneren des Blechpakets ist möglich die gesamte Oberfläche des Kühlkanals mit dem Dichtungsmittel zu beschichten und zu versiegeln. Dadurch sind die höheren Anforderungen hinsichtlich der Dichtigkeit erfüllt.In a further embodiment of the invention, the cooling channel is arranged in the interior of the laminated core and spaced to an outer side of the laminated core. This embodiment is above all then advantageous if the cooling channel is arranged in the rotor element. Due to the centrifugal forces occurring during a rotational movement of the rotor element on the coolant in the cooling channel, a particularly good sealing of the cooling channel is necessary. The location of the cooling channel inside the laminated core makes it possible to coat and seal the entire surface of the cooling channel with the sealant. As a result, the higher requirements in terms of tightness are met.
Gemäß einer Ausführungsform ist der einzelne Blechschnitt zumindest im Randbereich der jeweiligen Aussparung mittels einer nicht-metallischen Beschichtung beschichtet, beispielsweise mit einer Polymerbeschichtung auf beispielsweise Epoxy-, Acrylat- oder PPA-Basis. Mit anderen Worten sind die Blechschnitte des Blechpaketes vorzugsweise am medienberührten Bereich mit der nicht-metallischen Beschichtung beschichtet. Dadurch kann eine hermetische Abdichtung erreicht werden. Insbesondere bildet die nicht-metallische Beschichtung das Dichtungsmittel.According to one embodiment, the individual sheet metal section is coated at least in the edge region of the respective recess by means of a non-metallic coating, for example with a polymer coating based on, for example, epoxy, acrylate or PPA. In other words, the laminations of the laminated core are preferably coated on the media-contacting area with the non-metallic coating. As a result, a hermetic seal can be achieved. In particular, the non-metallic coating forms the sealant.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der einzelne Blechschnitt zumindest im Randbereich der jeweiligen Aussparung mittels einer Folienabdichtung beschichtet, beispielsweise mit einer Polymerfolie auf Polyphthalamide (PPA)-Basis, insbesondere mit der unter dem Namen „Ultramid Advanced N“ bekannten Folie der Firma BASF. Mit anderen Worten sind die Blechschnitte des Blechpaketes vorzugsweise am medienberührten Außendurchmesser mit der Folienabdichtung beschichtet. Dadurch kann ebenso eine hermetisch dichte Abdichtung erreicht werden. Insbesondere bildet die Folienabdichtung das Dichtungsmittel.According to a further embodiment of the invention, the individual sheet metal section is coated at least in the edge region of the respective recess by means of a film seal, for example with a polyphthalamide (PPA) -based polymer film, in particular with the BASF film known under the name "Ultramid Advanced N". In other words, the laminations of the laminated core are preferably coated on the media-contacting outer diameter with the film seal. As a result, a hermetically sealed seal can be achieved as well. In particular, the film seal forms the sealant.
Die Folienabdichtung kann mittels Längen, Vakuumschrumpfen oder thermischen Schrumpfen auf das Blechpaket aufgebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass die Folienabdichtung auf das Blechpaket enganliegend aufgebracht werden kann, um Lufteinschlüsse zu vermeiden.The film seal can be applied to the laminated core by means of lengths, vacuum shrinking or thermal shrinking. This has the advantage that the film seal can be applied tightly to the laminated core in order to avoid trapped air.
Vorzugsweise sind die einzelne Blechschnitte mittels mechanisches Fügen, Verstemmen, (Laser-) Schweißen oder Verkleben zum Blechpaket zusammengefügt. Alle diese Verbindungsverfahren ermöglichen ein kostengünstiges und zuverlässiges Zusammenfügen der einzelnen Blechschnitte zum Blechpaket.Preferably, the individual laminations are joined together by means of mechanical joining, caulking, (laser) welding or gluing to the laminated core. All these connection methods allow a cost-effective and reliable assembly of the individual laminations to the laminated core.
Der Kühlkanal kann bereichsweise als Gewichteinsparungstasche ausgebildet sein. Diese hat den Vorteil, dass ein kompakter, gewichtssparender und kostengünstiger Aufbau des Rotationsmotors ermöglicht ist.The cooling channel may be partially formed as a weight-saving pocket. This has the advantage that a compact, weight-saving and cost-effective design of the rotary motor is possible.
Insbesondere können Lacke, Kunststoffe, Polymere oder sonst Materialen zur Beschichtung Anwendung finden und sowohl im Rotorelement als auch im Statorelement eingesetzt werden, um die Kühlkanäle abzudichten, welche in der Blechpaket an sich gebildet sind. Insbesondere ist hierbei im Wesentlichen das Blechpaket an den Stellen der Kühlmittelsführung/- berührung beschichtet.In particular, paints, plastics, polymers or other materials can be used for coating application and used both in the rotor element and in the stator to seal the cooling channels, which are formed in the laminated core itself. In particular, this is essentially the laminated core at the points of coolant guide / - coated contact.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Statorelements eines Rotationsmotors; und -
2 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rotorelements des Rotationsmotors.
-
1 a schematic and perspective view of an embodiment of a stator according to the invention of a rotary motor; and -
2 a schematic and perspective view of an embodiment of a rotor element according to the invention of the rotary motor.
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elementen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Dabei sind in den jeweiligen Blechschnitten
Der wenigstens eine Kühlkanal
Aus
Gemäß einer Ausführungsform ist der einzelne Blechschnitt
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der einzelne Blechschnitt
Hauptsächlich dient das Dichtungsmittel
Insbesondere sind die einzelne Blechschnitte
Beim Betrieb von Rotationsmotoren fallen unter anderem rotorseitig Verluste an, die in einer Erwärmung der Magnete
Aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Statorelementstator
- 1212
- Blechpaketlaminated core
- 1414
- Blechschnittsheet metal cutting
- 1616
- Aussparungrecess
- 1818
- Kühlkanalcooling channel
- 2020
- Dichtungsmittelsealant
- 2222
- Statorgehäusestator
- 2626
- Rotorelementrotor member
- 2727
- RotorblechschnittRotor core section
- 2828
- RotorblechpaketLaminated core
- 3030
- GewichteinsparungstascheWeight saving pocket
- 3232
- Magnetmagnet
- 3434
- RotorträgerwelleRotor carrier wave
- 3636
- Radiale BohrungRadial bore
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102015207865 A1 [0004]DE 102015207865 A1 [0004]
Claims (9)
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DE102017010383.6A DE102017010383A1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | Rotary motor with a rotor element and with a stator element |
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DE102017010383.6A DE102017010383A1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | Rotary motor with a rotor element and with a stator element |
Publications (1)
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DE102017010383A1 true DE102017010383A1 (en) | 2018-05-30 |
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Legal Events
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