Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für eine elektrische Maschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 199 50 660 A1 ist eine Kühlanordnung für einen Motor bekannt. Eine Kühlung der elektrischen Maschine ist erforderlich, um die Wärmeverluste der elektrischen Maschine, die sich im Betrieb ergeben, abführen zu können. Der Motor weist einen zylindrischen Motorgehäuseabschnitt auf, welcher von einem Hüllrohr umgeben ist und mit diesem einen seitlich durch ringförmig umlaufende Dichtmittel abgeschlossenen Kühlmantelraum bildet, der von einem Kühlmittel von einem Kühlmittelzufluss zu einem Kühlmittelabfluss durchströmbar ist. Somit tritt das Kühlmittel bezogen auf die Moterlängsachse an einem Ende in den Kühlmantelraum ein und an dem gegenüberliegenden Ende aus dem Kühlmantelraum wieder aus.

Es hat sich gezeigt, dass räumlich voneinander getrennte Eintrittsbereiche und Austrittsbereiche für das Kühlmedium eine konstruktiv aufwändigere Ausführung der Kühlanordnung erfordern. Insbesondere wenn mit der Kühlanordnung weitere Bauteile bzw. Komponenten gekühlt werden sollen. Zudem ergibt sich eine deutliche Einschränkung bezüglich der konstruktiven Freiheiten der Kühlanordnung, um insbesondere eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall zu ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kühlanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche insbesondere bezüglich der konstruktiven Ausgestaltung und der Kühleigenschaften weiter verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.

Demzufolge wird eine Kühlanordnung beispielsweise für eine elektrische Maschine oder dergleichen vorgeschlagen, wobei die Kühlanordnung zumindest einen Kühlkörper oder Ähnliches aufweist, der zumindest einen Kühlkanal oder dergleichen umfasst. Der Kühlkanal weist zumindest einen Kühlmitteleintritt und zumindest einen Kühlmittelaustritt auf. Erfindungsgemäß umfasst der Kühlkanal zumindest einen als Hinführung bzw. Zuführung ausgebildeten Abschnitt oder Bereich und zumindest einen als Rückführung ausgebildeten Abschnitt oder Bereich, so dass in vorteilhafter Weise der Kühlmediumeintritt und der Kühlmediumaustritt direkt bzw. unmittelbar benachbart sind, da zwischen den beiden Abschnitten eine Strömungsrichtungsum- kehr des Kühlmedium in dem Kühlkanal erfolgt.

Aufgrund der Umkehr der Strömungsrichtung in dem Kühlkanal der erfindungsgemäßen Kühlanordnung ergeben sich sowohl konstruktive als auch funktionale Vorteile. Beispielsweise wird die axiale Länge des Kühlkörpers bezogen auf die Lauflänge des Kühlkanals quasi doppelt genutzt, da in die eine Richtung die Zuführung und in die andere Richtung die Rückführung des Kühlmedium erfolgt. Auf diese Weise wird nicht nur die Lauflänge, sondern auch die Zeit zur Wärmeübertragung deutlich vergrößert. Ein weiterer Vorteil der Strömungsrichtungsumkehr ergibt sich daraus, dass aufgrund der direkt benachbarten Übergabeorte des Kühlmediums besondere Freiheiten bezüglich der konstruktiven Gestaltung der erfindungsgemäßen Kühlanordnung realisiert werden, wodurch eine mögliche Anpassung an bestimmte Einbausituationen erheblich vereinfacht wird.

Vorzugsweise wird als Kühlkörper eine zylindrische Form oder Ähnliches vorgesehen, wobei auch andere Formen möglich sind. Besonders vorteilhaft ist beispielsweise eine Form des Kühlkörpers als Hohlzylinder, bei der zum Beispiel am äußeren Umfang des Kühlkörpers der Kühlkanal in Form einer Wendel oder einer Schraubenfeder geführt ist. Bei den vorgenannten Formen des Kühlkanals ergibt sich eine besonders gleichmäßige Kühlwirkung über die Oberfläche des Kühlkörpers, um die erzeugte Wärme einer direkt mit dem Kühlkörper in Kontakt stehenden elektrischen Maschine optimal abzuführen.

Des Weiteren ergibt sich bei einem als Hohlzylinder ausgeführten Kühlkörper der erfindungsgemäßen Kühlanordnung der Vorteil, dass eine zu kühlende elektrische Maschine oder dergleichen in dessen Hohlraum auf einfachste Weise aufge- nommen werden kann, wobei der äußere Umfang des Hohlzylinders von einem entsprechend gesteigerten bzw. angepassten Gehäuse umgeben ist, so dass der an dem äußeren Umfang des Hohlzylinders vorgesehene Kühlkanal nach außen hin durch das Gehäuse begrenzt und damit abgedichtet ist. Es sind aber auch andere konstruktive Ausgestaltungen denkbar, bei denen ein möglichst direkter Kontakt zwischen der zu kühlenden elektrischen Maschine und dem Kühlkörper realisiert werden.

Um den Zuführbereich und den Rückführbereich in dem Kühlkanal der Kühlanordnung zu realisieren, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass die beiden Abschnitte oder Bereiche durch etwa zwei parallel zueinander verlaufende Wendeln oder dergleichen gebildet werden. Es sind auch spulenförmige Verläufe der benachbarten Abschnitte denkbar. Die Verläufe der Abschnitte können eine Konstante aber auch eine variable Steigung aufweisen. Vorzugsweise sind die Verläufe der beiden Abschnitte identisch ausgeführt bzw. korrespondieren, so dass das zugeführte Kühlmedium durch den ersten Abschnitt zum Beispiel über die gesamte axiale Länge des Kühlkörpers zugeführt und durch den daran anschließenden Abschnitt wieder zum Beispiel über die gesamte Länge des Kühlkörpers zurückgeführt wird, um einen gemeinsamen Übergabeort für das Kühlmedium an dem Kühlkörper zu realisieren. Somit wird als Kühlkörper quasi ein Gegen- stromspiral- bzw. -wendelkühlmantel zum Beispiel für elektrische Maschinen vorgesehen.

Zum Vergrößern der wirksamen Oberfläche des Kühlkanals können Rippenelemente oder dergleichen Elemente im Verlauf des Kühlkanals vorgesehen werden, so dass neben der bereits optimierten Lauflänge des Kühlkanals zusätzlich auch die wirksame Kühlfläche bei der erfindungsgemäßen Kühlanordnung optimiert wird.

Die vorliegende Erfindung beansprucht nicht nur die vorgeschlagene Kühlanordnung mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Kühlkörper separat, sondern auch zusätzlich die Kühlanordnung im Bezug auf eine zu kühlende elektrische Maschine und ein die Kühlanordnung umgebenes Gehäuse oder dergleichen. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert, in denen zwei mögliche Ausführungsvarianten beispielhaft angegeben sind. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung; und

Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten möglichen Ausführungsvariante der Kühlanordnung.

Figur 1 und Figur 2 zeigen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung für eine elektrische Maschine. Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten umfasst die Kühlanordnung einen Kühlkörper 1 . Der Kühlkörper 1 ist beispielhaft als Hohlzylinder ausgebildet, der an seinem äußeren Umfang bzw. an seinem äußeren Mantel einen Kühlkanal 2 aufweist.

Der zylindrisch ausgebildete Kühlkörper 1 kann in seinem im Inneren vorgesehenen Hohlraum bzw. Innenraum die zu kühlende elektrische Maschine aufnehmen, die jedoch nicht weiter in den Figuren dargestellt ist. Auf diese Weise ergibt sich ein direkter Kontakt zwischen der elektrischen Maschine und dem Kühlkörper 1 , um die in der elektrischen Maschine beispielsweise in der Wicklung oder dem Stator erzeugte Wärme über die erfindungsgemäße Kühlanordnung abzuführen. Der Kühlkörper 1 ist mit einem lediglich angedeuteten Gehäuse 3 umgeben, so dass der an dem Umfang des Kühlkörpers 1 verlaufene Kühlkanal 2 nach außen hin abgedichtet ist. In den Figuren ist das Gehäuse 3 jeweils der Einfachheit halber nur an einer Querschnittsseite angedeutet.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Kühlkanal 2 einen ersten Abschnitt 4 als Zuleitung und einen zweiten Abschnitt 5 als Rückleitung aufweist, so dass der nicht weiter dargestellte Kühlmediumeintritt und der ebenfalls nicht weiter dargestellte Kühlmediumaustritt unmittelbar benachbart sind, da diese beispielsweise an einem Ende bezogen auf die Längsachse 6 des Kühlkörpers 1 bzw. der elektrischen Maschine angeordnet sind. Der an dem äußeren Umfang des Kühlkörpers 1 verlaufende Kühlkanal 2 mit seinen beiden Abschnitten 4, 5 ist wendeiförmig ausgeführt. Die beiden Abschnitte 4, 5 des Kühlkanals 2 erstrecken sich über die gesamte axiale Länge des Kühlkörpers 1 , wobei das Ende 7 des ersten Abschnittes 4 mit dem Anfang 8 des zweiten Abschnittes 5 verbunden ist und somit die Strömungsumkehr des Kühlmediums ermöglicht. Dadurch sind die beiden Abschnitte 4 und 5 als zwei etwa parallel zueinander verlaufende Wendeln ausgebildet. Somit ist die Strömung des in dem ersten Abschnitt 4 enthaltenen Kühlmediums der Strömung des in dem zweiten Abschnitt 5 enthaltenen Kühlmediums entgegen gerichtet. Die Strömungsrichtungsumkehr an dem Ende 7 des ersten Abschnittes 4 bzw. an dem Anfang 8 des zweiten Abschnittes 5 ist durch einen Pfeil 9 angedeutet, wobei die Strömungsrichtung des Kühlmediums in dem ersten Abschnitt 4 durch einen Pfeil 10 und die Strömungsrichtung des Kühlmediums in dem zweiten Abschnitt 5 durch einen Pfeil 1 1 gekennzeichnet sind.

In Figur 2 ist die zweite mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kühlanordnung dargestellt, bei der im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante gemäß Figur 1 eine Kühlrippe 12 über die gesamte Lauflänge des Kühlkanals 2 zur Vergrößerung der wirksamen Kühlfläche vorgesehen ist. Die Kühlrippe 12 ist bezogen auf den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals 2 etwa mittig vorgesehen. Auf diese Weise wird der Kühlkanal 2 in Strömungsrichtung in zwei Strömungsbereiche aufgeteilt, die durch die Kühlrippe 12 bereichsweise voneinander getrennt sind, so dass die Kühlwirkung in dem Kühlkörper 1 erhöht wird. Die in Strömungsrichtung verlaufende Kühlrippe 12 kann beliebige Formen aufweisen. Vorzugsweise kann die Kühlrippe in beiden Abschnitten 4, 5 des Kühlkanals 2 vorgesehen sein.

Bezuqszeichen Kühlkörper

Kühlkanal

Gehäuse

erster Abschnitt des Kühlkanals

zweiter Abschnitt des Kühlkanals

Längsachse des Kühlkörpers

Ende des ersten Abschnittes

Anfang des zweiten Abschnittes

Pfeil - Strömungsrichtungsumkehr des Kühlmediums

Pfeil - Strömungsrichtung des Kühlmediums im ersten Abschnitt Pfeil - Strömungsrichtung des Kühlmediums im zweiten Abschnitt Kühlrippe