Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
COOLING SYSTEM FOR AN ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/005535
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a cooling system that is inserted in corresponding receiving recesses of a primary element or secondary element of an electric motor comprising a magnetically conductive core and through which a cooling fluid flows. In order to provide a system that allows for a more homogeneous cooling while at the same time being easy to fit or install, the system is provided with heat exchanging tubes, connected in parallel, that are thermally coupled to the primary element or the secondary element and that lead to an efflux tube. The resulting currents in the influx tube and the efflux tube have current components that act in the same direction, namely with respect to the direction of the sequence of inflows of the heat exchange tubes into the influx tube or into the efflux tube.

Inventors:
GROENING INGOLF (DE)
SCHELBERT THOMAS (DE)
SCHNURR BERND (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/002468
Publication Date:
January 16, 2003
Filing Date:
July 05, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
REXROTH INDRAMAT GMBH (DE)
GROENING INGOLF (DE)
SCHELBERT THOMAS (DE)
SCHNURR BERND (DE)
International Classes:
H02K1/20; H02K9/19; H02K41/02; (IPC1-7): H02K9/00
Attorney, Agent or Firm:
Thürer, Andreas c/o Rexroth Indramat GmbH (P.O. Box 1357, Lohr am Main, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche
1. Kühlvorrichtung, die in korrespondierende Aufnahmeausnehmungen eines Pri märteils oder Sekundärteils eines Elektromotors mit einem Kern aus einem mag netisch leitfähigen Material eingesetzt ist, mit einem Einlass für ein Kühlfluid, der mit einem sich daran anschließenden Zuströmrohr kommuniziert, an welches sich parallel geschaltete Wännetauschrohre anschließen, die thermisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt sind und die in ein Abströmrohr münden, wobei die resultierenden Strömungen in dem Zuströmrohr und dem Abströmrohr hinsichtlich der Abfolge der Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Zu strömrohr und das Abströmrohr gleichgerichtete Strömungskomponenten auf weisen.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wänne tauschrohre mit Querkomponente bezüglich Zuströmrohr und Abströmrohr zwi schen Zuströmrohr und Abströmrohr verlaufen.
3. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Wärmetauschrohre jeweils separat in das Zuströmrohr und/oder in das Abströmrohr münden.
4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Zuströmrohr und Abströmrohr und/oder die Wärmetauschrohre praktisch zueinander parallel verlaufen, wobei die Wärmetauschrohre praktisch quer zu dem Zuströmrohr und/oder dem Abströmrohr angeordnet sind.
5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr gesehen strömungstechnisch vor den Einmündungen der Wärme tauschrohre angeordnet ist.
6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslass des Abströmrohrs in Richtung der gleichgerichteten Strö mungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr gesehen strönmngstech nisch hinter den Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Abströmrohr an geordnet ist.
7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Linearmotor ist, wobei vorzugsweise die Kühlvor richtung mit praktisch rechteckigem Grundriss, insbesondere mit rechteckiger einhüllender aller beteiligten Rohrleitungen ausgebildet ist.
8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7 oder nach einem der Ansprüche 5 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass Einlass des Zuströmrohrs und Auslass des Ab strömrohrs an der selben Seite der Kühlvorrichtung angeordnet sind, wobei ins besondere im Anschluss an das Abströmrohr dementsprechende Umleitungs rohrabschnitte vorgesehen sind.
9. Kühlvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Zuströmrohr und einem Abströmrohr und dazwischen angeordneten Wärme tauschrohren, die thennisch mit einem Primärteil oder Sekundärteil eines Elekt romotors gekoppelt sind, wobei mit Querkomponente bezüglich einer Radiator ebene auskragende, zusätzliche Wänneleitbleche vorgesehen sind, die an dem Zuströmrohr und/oder an dem Abströmrohr, vorzugsweise lediglich am Ab strömrohr, angebracht sind und die in thennischem Wärmeleitkontakt mit zu kühlenden Komponenten des Elektromotors stehen, die außerhalb des Kerns des Elektromotors und zu dem Zuströmrohr bzw. dem Abströmrohr benachbart sind.
10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wänne leitbleche in thermischem Wänneleitkontakt mit Wickelköpfen des Elektromo tors stehen.
11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts (20,22) des Zuström rohrs (6) bzw. Abströmrohrs (8) zum effektiven Leitungsquerschnitt (21) der Wärmetauschrohre (7) im Bereich von 1,25 bis 3,5 zu 1 liegt.
12. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre (7) kleiner oder gleich 30 ist und das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts (20,22) des Zu strömrohrs (6) bzw. Abströmrohrs (8) zum effektiven Leitungsquerschnitt (21) der Wärmetauschrohre (7) im Bereich von 1,25 bis 1,7 zu 1 liegt.
13. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre (7) größer oder gleich 30 ist und das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts (20,22) des Zu strömrohrs (6) bzw. Abströmrohrs (8) zum effektiven Leitungsquerschnitt (21) der Wärmetauschrohre (7) im Bereich von 1,7 bis 3,5 zu 1 liegt.
Description:
Kühlvorrichtung eines Elektromotors Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung eines Elektromotors, die aus einer Anord- nung von Kühlrohren aufgebaut ist, wobei die zugehörigen Kühlrohre zumindest teil- weise in korrespondierende Aufnahmeausnehmungen eines Primärteils oder Sekundär- teils eines Elektromotors mit einem Kern aus einem magnetisch leitfähigen Material eingesetzt ist.

Die Kühlrohrgeometrie weist einen Einlass für ein Kühlfluid auf Der Finlass kommu- niziert mit einem sich daran anschließenden Zuströmrohr.

Dabei ist es bekannt, dass eine sich an den Einlass anschließende, mäandrierende Kühl- rohrgeometrie vorgesehen ist, durch welche das Kühlfluid hindurchfließt. Der Wärme- austausch erfolgt dabei hauptsächlich über die Mäanderabschnitte des Kiihlrohrs.

Eine solche Kühlrohrgeometrie ist hinsichtlich ihres Kühlwirkungsgrades über die Länge des Linearmotors oder über den Umfang eines Rotationsmotors gesehen sehr inhomogen verteilt. Da es in der Regel nicht möglich ist, eine solche Kühlrohrgeometrie als ganzes in einen entsprechenden Elektromotor einzusetzen, ist eine Vielzahl von Be- festigungsstellen-dies sind meist Lötstellen-notwendig, um die einzelnen Querrohr miteinander zu einer Mäanderstruktur zu verbinden. Hierbei muss an jedem gebogenen Umleitungsabschnitt zwischen zwei Quel'ohren jedes Querrohr mit dem bogenförmigen Abschnitt verbunden werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung der eingangs ge- nannten Art anzugeben, die eine homogenere Kühlung und damit eine höhere Leistung

des Elektromotors bei gleichbleibendem Kühlfluiddurchfluss erlaubt und trotzdem mit geringerem Aufwand einzubauen bzw. zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die Erfindung bietet den Vorteil einer homogeneren Kühlung und ermöglicht es damit, bei gleichbleibender Kühlflussgeschwindigkeit und Kühlfluidmenge pro Zeiteinheit eine effektivere Kühlung zu erreichen. Unter den genannten Bedingungen kann damit ein größerer oder leistungsfähiger Linearmotor oder Rotationsmotor bestückt werden, da die Wänneleistung wesentlich effizienter abgeführt wird. Zudem ist diese Kühlrohr- geometrie einfacher zu montieren und verursacht damit geringeren Aufwand und auch geringe Kosten bei der Fertigung.

Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass-strömungstechnisch-parallel geschaltete <BR> <BR> <BR> Wärmetauschrohre vorgesehen sind. Über die parallel geschalteten Wärmetauschrohre erfolgt der Wärmetausch ; diese sind thermisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt. Sie zweigen von dem Zuströmrohr ab. Durch die Parallelschaltung ergibt sich die Möglichkeit, dass die Wärmetauschrohre schon ab ihrer Abzweigung von dem Zuströmrohr mit Kühlfluid praktisch gleicher bzw. nur vergleichsweise wenig unter- schiedlicher Temperatur beaufschlagt werden. Das Kühlfluid fließt nämlich mit ledig- lich geringfügigen bis verschwindenden Temperaturunterschieden in die einzelnen Wännetauschrohre, so dass prinzipiell eine homogenere Verteilung der Wänneabgabe durch die Wärmetauschrohre erfolgt.

Vorzugsweise erfolgt die eigentliche Kühlung des Kerns bzw. des gesamten Primärteils oder Sekundärteils ausschließlich oder vorwiegend durch die Wärmetauschrohre. Es können jedoch noch zusätzliche Kühlstrecken vorgesehen sein. Hierauf wird später noch näher eingegangen.

Die Wärmetauschrohre sind thennisch mit dem Primärteil oder Sekundärteil gekoppelt ; dies bedeutet, dass eine Wärmeleitverbindung zwischen dem Primärteil oder Sekundär- teil oder dem Kern des Elektromotors und den Wännetauschrohren vorliegt. Hierzu

können die Wännetauschrohre in die entsprechenden Aufnahmeausnehmungen einge- legt sein, so dass ein ausreichender Wärmeleitkontakt mit der Umgebung gegeben ist.

Die Wännetauschrohre münden in ein Abströmrohr. Die resultierenden Strömungen im Zuströmrohr und im Abströmrohr sind dabei derart ausgelegt, dass sie gleichgerichtete Strömungskomponenten aufweisen. Sie weisen vorzugsweise über die gesamten Längen von Zuströmrohr und Abströmrohr gleichgerichtete Strömungskomponenten auf. Vor- zugsweise verlaufen die Strömungen im wesentlichen in gleicher Richtung. Durch die gleichgerichteten Strömungskomponenten bzw. durch die im wesentlichen gleichge- richteten Strömungen selber wird automatisch ein Verlauf des Druckabfalls in den be- teiligten Rohrleitungen erzeugt, der immer eine vollständige Entlüftung und eine gleichmäßige Strömung ohne Totzonen gewährleistet.

Durch die parallel geschalteten Wännetauscluohre wird auch-im Gegensatz beispielsweise zu einer durchgehenden Kühlschlange-bei höherer Kühlleistung ein geringerer Durchflusswiderstand erreicht. Denn der resultierende Strömungswiderstand des Wärmetauschrohrsystems ist durch die Parallelschaltung der einzelnen Wärme- tauschrohre gegenüber dem Strömungswiderstand eines einzelnen Rohres reduziert.

Mit den oben genannten Vorteilen ergibt sich damit eine Kühlvorrichtung, die es auf- grund der homogeneren Kühlung und des geringeren Durchflusswiderstandes erlaubt, einen entsprechenden Lineannotor/Rotationsmotor bei insgesamt geringem Kühlauf- wand mit höherer Leistung zu dimensionieren.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Wännetauschrohre verlaufen mit Querkomponente, vorzugsweise praktisch quer bezüglich Zuströmrohr und Abströmrohr zwischen Zuströmrohr und Abströmrohr. Da- durch ist eine bessere Raumausnutzung bei insgesamt kleinerer Grundrissfläche zu rea- lisieren. Das Zuströmrohr bzw. das Abströmrohr kann/können

- zumindest teilweise-in deren Längsrichtung gesehen unmittelbar benachbart zu den Wärmetauschrohren angeordnet sein, wobei die Wärmetauschrohre vorzugsweise je- weils separat vom Zuströmrohr und/oder vom Abströmrohr abzweigen. Da die resultie- renden Strömungen in Zuströmrohr und Abströmrohr zueinander gleichgerichtete Strö- mungskomponenten aufweisen, bewirken die separaten Einmündungen, die in Richtung des dynamischen Druckgefälles benachbart sind, einen Überdruck an der Seite der Ein- mündungen der Wärmetauschrohre in das Zuströmrohr und demgegenüber einen Unter- druck auf der Seite der Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Abströmrohr, wo- bei der Druckverlauf entlang dem Abströmrohr und entlang dem Zuströmrohr insgesamt ein Druckgefälle erzeugt, welches bezüglich praktisch jeden Wännetausehrohres zu- strömseitig einen Überdruck und abströmseitig einen Unterdruck aufweist. Dadurch entsteht ein Absaugeffekt, so dass einerseits eine gleichmäßige Durchströmung ohne Totzonen der Strömung gewährleistet ist und andererseits verhindert wird, dass sich in den Wärmetauschrohren Luftansammlungen bilden. Durch den günstigen Strömungs- verlauf bei der vorliegenden Erfindung wird damit auch eine zusätzliche Entlüftung der beteiligten Rohrleitungen überflüssig. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist automa- tisch praktisch vollständig selbstentlüftend, weist eine sehr homogene Kühlung auf und hat insgesamt einen derart vorteilhaften Strömungsverlauf, dass-bei gleicher oder ver- gleichbarer Kühlungsdurchflussstromdichte-der betreffende Elektromotor mit höherer Leistung dimensioniert werden kann.

Vorzugsweise verlaufen Zuströmrohr und Abströmrohr praktisch zueinander parallel und/oder verlaufen auch die Wärmetauschrohre praktisch zueinander parallel, wobei die Wärmetauschrohre praktisch quer zu dem Zuströmrohr und/oder zu dem Abströmrohr angeordnet sind. Dadurch werden die oben genannten Vorteile optimiert, da einerseits eine an den jeweiligen Elektromotor angepasste, kompakte Bauweise ermöglicht wird und andererseits die Strömungscharakteristik der Kühlvorrichtung in obigem Sinne voll ausgenutzt werden kann. Die Strömungskomponenten sind dann nämlich derart, dass einerseits die Wärmetauschrohre jeweils aufgrund der separaten Einmündung mit Kühlfluid praktisch gleicher Temperatur durchströmt und andererseits der genannte Druckabfall (der dynamische Druckabfall) über die praktisch gesamte Nutzlänge von Zuströmrohr und/oder Abströmrohr voll ausgenutzt wird.

Wenn der Einlass in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zu- strömrohr und Abströmrohr gesehen vor den Einmündungen der Wännetauschrohre angeordnet ist, ist eine über alle Wärmetauschrohre gesehen gleichmäßige Durchströ- mung und über die gesamte Länge ein wie oben beschriebener Druckabfall realisiert, so dass die gesamte Länge des Zuströmrohrs auch für den erfindungsgemäßen Effekt aus- genutzt wird.

Gleichermaßen ist vorgesehen, dass ein Auslass des Abströmrohrs in Richtung der gleichgerichteten Strömungskomponenten von Zuströmrohr und Abströmrohr hinter den Einmündungen der Wärmetauschrohre in das Abströmrohr angeordnet ist. Auch hier ist dann ein Druckgefälle entlang der Wännetauschrohre realisiert, welches über die ge- samte Länge des Abströmrohrs-d. h. auch über alle Einmündungen der Wärmetausch- rohre in das Zuströmrohr-in Richtung des Auslasses verläuft, und zwar derart, dass das Kühlfluid aus allen Wärmetauschrohren abgesaugt wird.

Die Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 2 eine Draufsicht auf das Primärteil eines Linearmotors, in welches eine erfin- dungsgemäße Kühlvorrichtung eingesetzt ist, Figur 2a einen Schnitt entlang A-A wie in Figur 2 gezeigt, Figur 2b eine Seitenansicht in Richtung B, wie in Figur 2 gezeigt, Figur 2c einen Schnitt entlang C-C, Figur 2d einen Schnitt entlang D-D.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, beziehen sich alle Bezugszeichen stets auf alle Figuren.

Figur 1 zeigt die Draufsicht auf ein Rohrleitungssystem aus verschiedenen Kühlrohren, welches eine Kühlvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Dieses

Rohrleitungssystem/diese Kühlvorrichtung wird in das Primärteil 3 eines Elektromo- tors eingesetzt. Dies gilt für den Fall, dass das Primärteil 3 elektrische Wicklungen auf- weist. Eine solche Kühlvorrichtung 1 kann auch in das Sekundärteil eines Elektromo- tors eingesetzt werden, sofern das Sekundärteil verlustleistungserzeugende, elelctrische Wicklungen aufweist.

Die Kühlvorrichtung 1 hat einen Einlass 5 für ein Kühlfluid. Der Einlass 5 kommuni- ziert mit einem sich daran anschließenden Zuströmrohr 6, durch welches das Kühlfluid den Wärmetauschrohren 7 zugeführt wird. Die Wärmetauschrohre 7 sind zueinander parallel geschaltet und thennisch mit dem Primärteil 3 (oder ggf. Sekundärteil) gekop- pelt. Die Wärmetauschrohre 7 zweigen praktisch senkrecht von dem Zuströmrohr 6 ab und münden an der gegenüberliegenden Seite in das Abströmrohr 8 ein. Selbstverständ- lich können statt der Rohre auch entsprechend geeignete, andere Leitungen, z. B. auch flexible Leitungen (Schläuche), verwendet werden. Hier wird der Einfachheit halber lediglich auf Rohre/Rohrleitungen bezuggenommen. Sowohl Zuströmrohr 6 als auch Abströmrohr 8 sind praktisch quer zu den Wärmetauschrohren 7 angeordnet, wobei die Wärmetauschrohre 7 jeweils separat in das Zuströmrohr 6 und in das Abströmrohr 8 einmünden. Insoweit bildet die Kühlvorrichtung äußerlich die Form eines Kühlradia- tors. Die entstehende Gitterstruktur mit jeweils separaten Einmündungen 11, 12, die ein- ander in effektiver Strömungsrichtung 9,10 sowohl von Zuströmrohr 6 als auch von Abströmrohr 8 benachbart angeordnet sind, haben eine vorteilhafte Strömungscharakte- ristik der gesamten Kühlvorrichtung 1 zur Folge. Hierzu sind die resultierenden Strö- mungen 9,10 in Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8 im wesentlichen gleichgerichtet, und zwar in Richtung der Abfolge der Einmündungen der Wänntauschrohre 7 in Zu- strömrohr 6 und Abströmrohr 8 gesehen. Daraus ergibt sich die gitterartige Geometrie.

Gemäß dem Bernoulli-Effekt resultiert daraus der vorteilhafte, dynamische Druckabfall ; an dem in Figur 1 unteren Ende des Zuströmrohrs 6, das ist das Ende, an dem sich der Einlass 5 befindet, herrscht eine große Strömungsgeschwindigkeit im Zuströmrohr 6 und damit ein vergleichsweise geringer Gesamtdruck. Der resultierende Druck erhöht sich demzufolge in der Richtung 9 der resultierenden Strömung im Zuströmrohr 6, bis im oberen Bereich des Zuströmrohrs 6-das ist der Bereich an dem Blindende 25 des

Zuströmrohrs 6-der Maximaldruck im Zuströmrohr 6 erreicht ist. Gleiches gilt sinn- gemäß auch für das Abströmrohr 8. Dort ist das Blindende 26 im unteren Bereich ange- ordnet. Dort herrscht die kleinste Strömungsgeschwindigkeit und damit der größte Druck.

Eine solche Kühlvorrichtung 1 benötigt praktisch keine weiteren Vorrichtungen zur Entlüftung, da die genannte Druckverteilung evtl. vorhandene Luft automatisch aus- treibt. Dieser Vorteil wird ohne weitere Entlüftungsvorrichtungen erreicht.

Das Abströmrohr 8 hat einen sich daran anschließenden Querabschnitt 16 eines Umlei- tungsrohres ; daran schließt sich wiederum ein Längsabschnitt 17 an, so dass im Ergeb- nis Einlass 5 und Auslass 13 an der selben Seite-in diesem Fall an der unteren Schmal- seite der Kühlvorrichtung l-liegen. Dadurch kann einerseits über die gesamte Einhiil- lende 14-die im wesentlichen rechteckfÖrmig ist-an zwei Längsseiten und einer Schmalseite der Kühlvorrichtung 1 noch eine zusätzliche Kühlwirkung der entspre- chenden Rohrabschnitte des Abströmrohrs 8 (16,17) erzielt werden und können ande- rerseits Einlass 5 und Auslass 13 an der selben Seite angeordnet sein, so dass die ent- sprechenden Stutzen benachbart zueinander angeordnet sein können. Dies bewirkt eine erhebliche Vereinfachung der Anschlussgeometlie und der Zuführung des Kühlfluids.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung, bestehend aus einem Kühlrohr- system wie vorher beschrieben, welche in den Kern 4 eines Primärteils 3 eines Linear- motors in einem Gehäuse 31 aus nichtmagnetischen Blech eingesetzt ist. Die folgende Beschreibung erfolgt unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Figuren 2 und 2a-d : Einlass 5 und Auslass 13 der Kühlvorrichtung 1 sind an der selben Schmalseite des Primärteils 3 angeordnet, wie auch der elektrische Anschluss 29, der mit einem Kabel 30 verbunden ist, welches die Stromzufuhr für die einzelnen Wicklungen, von denen lediglich jeweils der Wickelkopf 27 zu sehen ist, bildet. Die Anordnung der Kühlvor- richtung 1 im Primärteil 3 des Linearmotors ist möglichst effizient und platzsparend, so dass sich insgesamt eine rechteckförmige Einhüllende 14 der Kühlvorrichtung 1 ergibt, die praktisch in den entsprechenden Grundriss des Primärteils 3 hineinpasst. Dafür ist das Zuströmrohr 6 an der Schmalseite, an der sich Einlass 5 und Auslass 13 befinden,

L-fönnig abgewinkelt, so dass-wie in Figur 2b zu sehen-Einlass 5 und Auslass 13 auf der selben Höhe und direkt benachbart angeordnet sind, so dass ein platzsparender und effizienter Anschluss ermöglicht ist. Die Zufuhr bzw. Abfuhr des KühMuids erfolgt in der Zuströmrichtung 23 bzw. Abströmrichtung 24.

Zwischen Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8-die auf der gleichen Ebene bezüglich der Großflächen des Primärteils 3 liegen-verlaufen Wärmetauschrohre 7, die jeweils von dem Zuströmrohr 6 und von dem Abströmrohr 8 rechtwinklig abzweigen. Aus Figur 2a wird deutlich, dass Zuströmrohr 6 und Abströmrohr 8 auf einer (Kühlvorrichtungs-) Ebene 18 liegen, so dass sie-wie in Figur 2d zu sehen-am Nutgrund der Aufnahme- nuten für die Primärwicklungen in einer entsprechenden Aufnahmeausnehmung 2 ange- ordnet sind. Durch diese Anordnung werden die Wicklungen effektiv und praktisch unmittelbar gekühlt.

Durch die Vielzahl von parallelgeschalteten Wärmetauschrohren 7 ist die Durchflussge- schwindigkeit in jedem einzelnen Wännetauschrohr 7 vergleichsweise gering, so dass der eigentliche Wärmetausch sehr effizient ist. Gemäß der Erfindung wird der resultie- rende Strömungswiderstand, die resultierende Strömungsgeschwindig- keit/Durchflussgeschwindigkeit sowie die resultierende Druckverteilung in den Wär- metauschrohren 7 durch das Verhältnis der beteiligten, effektiven Leitungsquer- schnitte20,21, 22 vorbestimmt. Die effektiven Leitungsquerschnitte sind dabei z. B. die lichten Weiten, d. h. Flächen der beteiligten Rohrleitungen 6,7, 8 und allgemein gesagt die resultierenden Leitungsquerschnitte einer (Ersatz-) Rohrleitung, deren strömungs- technische Charakteristik derjenigen der betreffenden (realen) Rohrleitung 6,7, 8 ent- spricht.

Für die Verlustleistungscharakteristik von Elektromotoren, insbesondere für die geo- metrische Verteilung der Verlustleistung und die Verlustleistungsdichte von Elektro- motoren hat sich nach Untersuchungen im Hause der Anmelderin ein Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts 20,22 des Zuströmrohrs 6 bzw. Abströmrohrs 8 zum effektiven Leitungsquerschnitt 21 der Wärmetauschrohre 7 im Bereich von 1,25 bis 3,5 zu 1 als vorteilhaft erwiesen. Wenn die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten

Wännetauschrohre 7 kleiner oder gleich 30 ist, beträgt das Verhältnis des effektiven Leitungsquerschnitts 20,22 des Zuströmrohrs 6 bzw. Abströmrohrs 8 zum effektiven Leitungsquerschnitt 21 eines Wännetauschrohrs 7 vorzugsweise etwa 1,25 bis 1,7 zu 1, wenn die Anzahl der vorhandenen, parallelgeschalteten Wärmetauschrohre 7 größer oder gleich 30 ist, etwa 1,7 bis 3,5 zu 1.

Das Zuströmrohr 6 endet in Figur 2 bei 25 blind, das Abströmrohr 8 in Figur 2 bei 26.

Dadurch ist die bereits oben beschriebene Strömungscharakteristik realisiert. Um eine effiziente Geometrieanpassung des Kühlrohrverlaufs an das Primärteil 3 vorzunehmen sind noch Umleitungsrohrabschnitte, und zwar ein Querabschnitt 16 und ein Längsab- schnitt 17 vorhanden, die das Kühlfluid vom Abströmrohr 8 an diejenige Seite zurück- leiten, an der sich der Einlass 5 befindet, so dass auch der Auslass 13 an der selben Seite angebracht werden kann. Wie in Figur 2c zu sehen ist, verläuft der Querabschnitt 16 mit Neigung gegenüber der Kühlvonichtungsebene 18, so dass der Längsabschnitt 17-der sich auf der selben Längsseite wie das Zuströmrorr 6 befindet-unterhalb des Zuström- rohrs 6 verläuft. Dadurch wird der Grundriss des Primärteils 3 optimal ausgefüllt und ausgenutzt und muss für die Erfindung nicht verbreitert oder erhöht werden.

Um die Ausnützung der Kühlwirkung des Kühlfluids noch effizienter zu gestalten, sind zusätzliche Wänneleitbleche 19 vorgesehen, die an dem Abströmrohr 8 und ggf. auch an dem Querabschnitt 16 und dem Längsabschnitt 17 angebracht sein können und die quer zu der Kühlvonichtungsebene 18 auskragen. Dadurch wird einerseits noch eine ggf. vorhandene, restliche Kühlwirkung des bereits durch die Wärmetauschrohre 7 er- wärmten Kühlfluids bewirkt, aber andererseits auch nicht das Kühlfluid bereits vor Pas- sieren der Wärmetauschrohre 7 übermäßig erwärmt ; daher sind die Wärmeleitbleche 19 vorzugsweise lediglich an dem Abströmrohr 8 bzw. an den Umlenkrohrabschnitten 16, 17 vorgesehen. Die Wärmeleitbleche 19 stehen-mittelbar über eine thermisch leitfä- hige Vergussmasse 28, mit der der entsprechende Hohlraum verfüllt ist oder unmittelbar - mit zu kühlenden Komponenten des Primärteils 3 des Elektromotors in Wänneleit- kontakt, und zwar mit solchen Komponenten, die außerhalb des Kerns 4 und zu dem Abströmrohr 8 bzw. den Umleitungsrohrabschnitten 16,17 benachbart angeordnet sind.

Vorzugsweise stehen die Wärmeleitbleche 19 in Wärmeleitkontakt mit Wickelköpfen 27 des Elektromotors.

Die Kühlvorrichtung 1 kann bereits vor dem Einfügen in das Primärteil 3 aus entspre- chenden Einzelrohren und/oder Teilrohrsystemen zusammengefügt werden. Wenn es bereits vor dem Einfügen vollständig ist, wird es in die Aufnahmeausnehmungen 2 von oben vor dem Einbringen der Wicklungen eingesetzt. Es kann aber auch lediglich ein Abströmrohr 8 oder Zuströmrohr 6 mit den Wärmetauschrohren 7 vor dem Einfügen verbunden (verlötet, insbesondere hartverlötet) sein und seitlich in die Aufnahrneaus- nehmungen 2 oder in entsprechende Aufnahmebohrungen (nicht gezeigt) eingeschoben werden. Dann werden nachträglich-in situ-die Verbindungen zwischen Wärmetausch- rohren 7 und Zuströmrohr 6 und/oder Abströmrohr 8 hergestellt.

Bezugszeichenliste l Kühlvorrichtung 2 Aufnahmeausnehmung 3 Primärteil 4 Kern 5 Einlass 6 Zuströmrohr 7 Wännetauschrohr 8 Abströmrohr 9 resultierende Strömung im Zuströmrohr 10 resultierende Strömung im Abströmrohr 11 Mündungsbereich der Wärmetauschrohre im Zuströmrohr 12 Mündungsbereich der Wärmetauschrohre im Abströmrohr 13 Auslass 14 Einhüllende 15 Schmalseite 16 Querabschnitt 17 Längsabschnitt 18 Kühlvonrichtungsebene 19 Wänneleitblech 20 effektiver Leitungsquerschnitt des Zuströmrohrs 21 effektiver Leitungsquerschnitt des Wännetauschrohrs 22 effektiver Leitungsquerschnitt des Abströmrohrs 23 Zuströmrichtung 24 Abströmrichtung

25 Blindende des Zuströmrohrs 26 Blindende des Abströmrohrs 27 Wickelkopf 28 thennisch leitfähige Vergussmasse 29 elektrischer Anschluss 30 Kabel 31 Gehäuse aus nichtmagnetischem Blech