HOPPE THOMAS (DE)
US4749921A | 1988-06-07 | |||
DE19604643A1 | 1997-08-14 | |||
GB2352094A | 2001-01-17 | |||
DE19936064A1 | 2001-02-08 |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 15, 6. April 2001 (2001-04-06) & JP 2000 338173 A (ANDO ELECTRIC CO LTD), 8. Dezember 2000 (2000-12-08)
1. | Kühlvorrichtung für einen Elektromotor mit einem Träger (10), der auf einen Motorteil aufsetzbar ist, und mindestens einem Kühlelement (20), das am Träger (10) mit Befestigungsmitteln montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel als Distanzelemente (30) ausgebildet sind, die eine Anlage fläche (A) zur Anlage an den Motorteil aufweisen und normal zur Anlagefläche eine vorgegebene Höhe (H) aufweisen. |
2. | Kühlvorrichtung 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 die Distanzelemente (30) den Träger durchgreifen und die vorgegebene Hö he (H) die maximale zusätzliche Höhe des Motorteils mit montierter Kühlvorrichtung bzw. den maximalen zusätzlichen Durchmesser definiert. |
3. | Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, daß das Kühlelement durch die Distanzelemente (30) geführt ist. |
4. | Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e kennzeichnet, daß die Distanzelemente an den der Anlagefläche (A) abge wandten Ende am Träger (10) mittels Muttern (40), Sprengringen, Splinten oder der gleichen befestigt sind. |
5. | Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e kennzeichnet, daß das Kühlelement eine Kühlschlange (20) ist, die in Schlitze der Distanzelemente (30) eingeführt ist, wobei die Kühlschlange (20) zumin dest in ihrem der Anlagefläche (A) zugewandten Bereich formschlüssig in den Längs schlitzen aufgenommen ist. |
6. | Primärteil eines elektrischen Rotationsoder Linearmotors mit einer Kühlvor richtung nach einem der vorstehenden Ansprüche. |
7. | Elektrischer Rotationsoder Linearmotor mit einem Primärteil nach Anspruch 6. |
Zur Unterstützung der integrierten Kühlung oder bei Motorteilen ohne integrierte Küh- lung ist es bekannt, Zusatzkühlvorrichtungen einzusetzen. Eine derartige Kühlvorrich- tung weist beispielsweise für Linearmotoren in der Regel einen Träger in Form einer Wanne oder Rinne ("Hut") auf, wobei die Innenabmessungen dieses Hutes an die Außenabmessungen des zu kühlenden Motorteils angepaßt sind. Im Inneren trägt der Hut eine Kühlschlange, die mit Federelementen zumindest an der oberen Innenfläche des Hutes befestigt ist ; gegebenenfalls sind noch Isolationsmaterialien und Isolierstücke vorgesehen. Der so aufgebaute Hut wird auf den zu kühlenden Motorteil, meist Primär- teil, aufgesetzt und mittels Schrauben befestigt.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau ergibt sich einerseits das Problem, daß die thermi- sche Ankopplung der Kühlschlange an die zu kühlenden Bauteile häufig nur unzurei- chend ist. Des weiteren ist zu berücksichtigen, daß Motorteile, zum Beispiel Primärteile, mit einer sehr hohen Präzision hinsichtlich der Abmessungen hergestellt werden kön- nen, daß aber wegen der zusätzlichen unterschiedlichen Bauteile wie Befestigungsmit- tel, Federn, Isolierstücke etc. bei aufgesetzter Zusatzkühlvorrichtung diese hohe Ge- nauigkeit der Außenabmessungen, insbesondere in Höhenrichtung bei Linearmotoren bzw. im Durchmesser bei Rotationsmotoren, nicht mehr garantiert werden kann bzw.
Genauigkeit einen erheblichen Fertigungsaufwand erfordert.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zusätzliche Kühlvor- richtung für einen Motorteil eines Elektromotors anzugeben, die effizient arbeitet und sich durch hohe Genauigkeit hinsichtlich der Dimensionen auszeichnet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ; die abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Weiterent- wicklungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Befestigungsmittel für Kühlelemente als Distan- elemente auszubilden, die eine Anlagefläche zur Anlage an dem zu kühlenden Motor- teil aufweisen und normal zur Anlagefläche eine vorgegebene Höhe aufweisen.
Über die Anlagefläche, die direkt an einer Fläche des zu kühlenden Motorteils anliegt, wird eine gute thermische Kopplung sichergestellt, und die Abwärme wird über das Kühlelement, das mit den Distanzelementen verbunden ist, direkt von den Distanzele- menten abgeführt Da des weiteren die Distanzelemente eine definierte Höhe zumindest normal zur An- schlagsfläche aufweisen, ist zumindest in dieser Dimension die zusätzliche Abmessung des Motorteils mit aufgesetzter Kühlung durch die Höhe der Distanzelemente definiert, das heißt nur durch eine einzige Art von Bauteilen, deren Abmessungen kontrolliert werden können. Des weiteren sind die Distanzelemente direkt gekühlt und unterliegen somit kaum Längenschwankungen aufgrund von unterschiedlichen Temperaturen.
Vorzugsweise durchgreifen die Distanzelemente den Träger, so daß die zusätzliche Hö- he der Distanzelemente die zusätzliche Gesamthöhe bzw. den Gesamtdurchmesser des Motorteils mit aufgesetzter Kühlvorrichtung definiert.
Vorzugsweise ist das Kühlelement durch die Distanzelemente geführt, wobei die Di- stanzelemente am Trägermittel mit Muttern, Sprengringen, Splinten oder dergleichen befestigt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kühlelement eine Kühlschlange, die durch Schlitze der Distanzelemente geführt ist, wobei die Kühlschlange und die Schlitze in den Distanzelementen so ausgebildet sind, daß sie zumindest in dem der Anlageflä- che zugewandten Bereich formschlüssig aneinanderliegen.
Vorzugsweise wird ein Primärteil eines Linearmotors mit Wicklungskern, Wicklungen etc. mit der erfindungsgemäß Kühlvorrichtung ausgerüstet.
Bei Rotationsmotoren ist die Kühlvorrichtung vorzugsweise in Form von gebogenen Segmenten ausgebildet, die entlang des Außenumfangs auf den Motor aufgesetzt wer- den.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläu- tert. Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemä#e Kühlvorrich- tung; Fig. 1a ein Detail der Fig. 1, und Fig. 2 eine schematische Unteransicht der Kühlvorrichtung am Beispiel eines Linear- motors.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung umfaßt einen Träger 10 in Form einer nach unten offenen Rinne oder Wanne, an dessen Deckenfläche 15 über Distanzelemente 30 eine umlaufende Kühlschlange 20 (Fig. 2) befestigt ist, wobei ferner Anschlüsse 60,70 zum Anschluß der Kühlschlange an einen Zulauf bzw. einen Ablauf vorgesehen sind.
Der Träger 10 weist zur Befestigung an einem Primärteil (nicht dargestellt) Befesti- gungsbohrungen 50 bzw. 80 auf, Wie insbesondere aus der Fig. la ersichtlich ist, weisen die im wesentlichen zylinderar- tigen Distanzelemente 30 eine Anlagefläche A auf und haben eine definierte Höhe H.
Die Kühlschlange 20 erstreckt sich durch Schlitze in den Distanzelementen 30, und die Schlitze in den Distanzelementen sind so ausgebildet, daß zumindest im Bereich der Anlagefläche A bzw. in dem der Anlagefläche A zugewandten Bereich die Kühlschlan- ge 20 formschlüssig in den Schlitzen 30 aufgenommen ist.
Die der Anlagefläche A abgewandten Enden der Distanzelemente 30 durchgreifen die Deckenfläche 15 und sind an diesen Enden durch Befestigungsmittel wie Schrauben 40, Sprengringe, Splinte oder dergleichen gesichert. Dementsprechend können die durch- greifenden Enden der Distanzelemente Gewinde, Ringnuten, Bohrungen oder derglei- chen aufweisen.
Um die Präzision der Außenabmessungen der Kühlvorrichtung sicherzustellen, sollten dabei die Befestigungselemente 40 so ausgebildet sein, daß sie eine geringere Dicke aufweisen als der Betrag, um den die Enden der Distanzelemente über die Deckenflä- chen 15 herausragen. In diesem Fall ist die zusätzliche Höhe des Primärteils mit aufge- setzter Kühlvorrichtung ausschließlich durch die Höhe H der Distanzelemente definiert, das heißt nur durch eine Art von Bauteilen, deren Toleranzen gut kontrolliert werden können.
Die dargestellte zusätzliche Kühlvorrichtung wird auf den Oberteil eines Primärteils aufgesetzt, so daß die Anlageflächen A direkt auf den oberen Flächen des Primärteils aufliegen. Anschließend werden über Befestigungslöcher 50 Schrauben oder derglei- chen im Primärteil eingeschraubt, so daß die Kühlvorrichtung fixiert werden kann. Da- bei sollten sich diese Befestigungselemente in der Höhe nicht über die Enden der Di- stanzelemente erstrecken, damit auch bei der befestigten Kühlvorrichtung die Maßhal- tiglceit zumindest in der Richtung normal zur Anlagefläche gewährleistet ist.