Kühlsystem und Bauteil für eine elektrische Maschine mit Hohlleiterkühlung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Bauteil einer elektrischen Maschine mit einem Hohlleiter, der Teil einer Wicklung der elektrischen Maschine ist und der da zu ausgebildet ist, von einem flüssigen Kühlmittel durch strömt zu werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bau teil für eine elektrische Maschine mit einem solchen Kühlsys tem.

Bei bekannten Bauteilen für elektrische Maschinen, insbeson dere bei solchen mit hohen Leistungsdichten, müssen Maßnahmen getroffen werden, um die in den Wicklungen der Maschinenbau teile freigesetzte Verlustwärme effektiv abzuführen und so eine Überhitzung der Wicklung zu vermeiden. Bei einem solchen Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Stator oder um einen Rotor der elektrischen Maschine handeln. Ein großer Teil der Verlustwärme in solchen Bauteilen wird als Joulesche Wärme durch den Stromfluss in den Leitersegmenten der jewei ligen Wicklung erzeugt. Um diese Stromwärmeverluste der Ro torwicklungen oder Statorwicklungen abzuführen, werden die Wicklungen nach dem Stand der Technik zumeist indirekt an ein Kühlungssystem gekoppelt. Mit anderen Worten erfolgt die Küh lung der Wicklung dadurch, dass die Wicklung durch andere Elemente des Bauteils, insbesondere ein Joch und/oder eine Leiterisolierung und/oder eine Gehäusewand der Maschine indi rekt an ein Kühlmittel angekoppelt ist. Bei dem Kühlmittel kann es sich beispielsweise um Kühlwasser oder um ein Kühlöl handeln.

Im Unterschied zu den beschriebenen Maschinen mit indirekter Wicklungskühlung ist es nach dem Stand der Technik auch be kannt, Leitersegmente der Wicklung in direktem Kontakt zu einem Kühlmittel anzuordnen, um sie also direkt entwärmen zu können. Hierzu kann beispielsweise der für die Wicklung ver- wendete Leiter zumindest abschnittsweise als Hohlleiter aus geführt sein, um Kühlmittel in seinem Inneren führen zu kön nen, wodurch der Leiter ohne zusätzliche thermische Kopp lungselemente in direkten Kontakt mit dem Kühlmittel treten kann. Bei einer solchen Lösung wird die Verlustwärme der Wicklung unmittelbar dort abgeführt, wo sie entsteht. Tech nisch aufwendig ist hierbei jedoch die elektrische und flui- dische Ankopplung dieser Hohlleiterspulen, da die einzelnen Wicklungssegmente zum einen durch elektrische Kontakte an einen äußeren Stromkreis angeschlossen werden müssen und da zum anderen die einzelnen Windungen meist getrennt voneinan der an Zuflüsse und Abflüsse eines äußeren Kühlmittelkreis laufs angeschlossen werden müssen. Dies muss insbesondere so erfolgen, dass elektrische Kurzschlüsse durch das Kühlmittel zwischen den auf unterschiedlichem elektrischem Potenzial be findlichen Windungen vermieden werden. Hierzu ist es meist erforderlich, die einzelnen Windungen getrennt mit separaten Zuleitungen und Ableitungen für das Kühlmittel zu verbinden. Dadurch entsteht ein hoher apparativer Aufwand für das An schließen der einzelnen Leitungen. Beispielsweise kann jeder einzelne Hohlleiter über zwei separate elektrisch isolierende Schlauchverbinder mit einer Kühlmittelzuflussleitung und einer Kühlmittelabflussleitung verbunden werden. Diese Viel zahl von Schlauchverbindern beansprucht viel Bauraum und ver ursacht hohe Kosten in der Herstellung. Außerdem sind solche Schlauchverbinder relativ wartungsintensiv.

In der DE 102017204472 Al wird das alternative Konzept einer in einem axialen Endbereich angeordneten fluidisch gekapsel ten Kühlmittelkammer beschrieben, in welche die offenen Enden der Hohlleiterstäbe hineinragen. Hierdurch wird erreicht, dass aus der Kühlmittelkammer das Kühlmittel gleichzeitig in mehrere solche Hohlleiterstäbe hineingeleitet werden kann.

Die fluiddichte Kapselung einer solchen gemeinsamen Kühlmit telkammer hat sich jedoch als apparativ relativ aufwendig er wiesen. Außerdem kann die zuverlässige elektrische Isolation der einzelnen aus der gemeinsamen Kühlmittelkammer gespeisten Hohlleiter problematisch sein. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kühlsys- tem anzugeben, welches die genannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll ein Kühlsystem zur Verfügung gestellt wer den, welches auf einer Hohlleiterkühlung basiert, wobei die fluiddichte Kapselung im Bereich des Anschlusses der Kühlmit telleitung an den Hohlleiter im Vergleich zum Stand der Tech nik vereinfacht ist. Dabei soll trotzdem eine möglichst zu verlässige fluiddichte Kapselung des Kühlmittelanschlusses gewährleistet sein. Weiterhin soll dabei insbesondere ein vergleichsweise kompakter Aufbau für den Kühlmittelanschluss realisiert werden. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Bauteil für eine elektrische Maschine mit einem solchen Kühlsystem anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch das in Anspruch 1 beschriebene Kühlsystem und das in Anspruch 10 beschriebene Bauteil ge löst. Das erfindungsgemäße Kühlsystem ist ein Kühlsystem für ein Bauteil einer elektrischen Maschine, wobei die Maschine (und entsprechend auch das Bauteil) eine zentrale Maschinen achse A aufweist. Das Kühlsystem umfasst wenigstens einen Hohlleiter, der einen stromtragenden (also bestromten bzw. bestrombaren) Teil einer Wicklung der elektrischen Maschine bildet und der dazu ausgebildet ist, von einem flüssigen Kühlmittel durchströmt zu werden. Dabei weist der Hohlleiter in wenigstens einem ersten axialen Endbereich eine Öffnung zum Einleiten und/oder Ausleiten von Kühlmittel auf. Weiter hin umfasst das Kühlsystem ein Anschlusselement, welches eine innenliegende Kühlmittelkammer aufweist, die durch eine Be grenzungswand des Anschlusselements definiert ist. Das An schlusselement (und insbesondere dessen Begrenzungswand) weist eine erste Öffnung auf, welche den wenigstens einen Hohlleiter in seinem ersten axialen Endbereich umschließt. Weiterhin weist das Anschlusselement (und insbesondere dessen Begrenzungswand) eine zweite Öffnung auf, welche zum Einlei ten und/oder Ausleiten von Kühlmittel in die innenliegende Kühlmittelkammer ausgebildet ist. Dabei ist das Anschlussele ment (und insbesondere dessen Begrenzungswand) derart mit einer Vergussmasse umgossen, dass der Übergangsbereich, der sich vom Hohlleiter über die innere Dichtung zur Begrenzungs wand erstreckt, zur äußeren Umgebung hin vollständig von der Vergussmasse abgedeckt ist.

Das Bauteil der elektrischen Maschine kann insbesondere ein Rotor oder ein Stator für eine solche elektrische Maschine sein. Alternativ kann es sich aber auch beispielsweise um eine Transformatorwicklung handeln, wobei also auch ein Transformator als eine elektrische Maschine im weiteren Sinne verstanden wird. Wesentlich ist, dass das Bauteil eine Wick lung aufweist, welche mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem nach dem Prinzip der Hohlleiterkühlung gekühlt werden kann. Der Hohlleiter erfüllt also eine Doppelfunktion und dient einerseits zum Einbringen von Kühlmittel in den Bereich der Wicklung und erfüllt andererseits die Funktion eines strom tragenden Leiters, welcher auch elektrisch Teil der überge ordneten Wicklung der Maschine ist. Er ist also insbesondere elektrisch leitend mit den übrigen Teilen der Wicklung ver bunden und als Teil einer übergeordneten Spule in diese inte griert. Dabei wird die fluidische Ankopplung des innenliegen den Teils des Hohlleiters an einen Kühlmittelzufluss und/oder einen Kühlmittelabfluss über das beschriebene Anschlussele ment vermittelt. Dieses Anschlusselement wirkt also als eine Art Adapter zwischen dem Hohlleiter und einer Kühlmittelzu flussleitung beziehungsweise einer Kühlmittelabflussleitung. Dabei umfasst das beschriebene Anschlusselement vor allem die innenliegende Kühlmittelkammer, die Begrenzungswand und die beschriebenen Öffnungen. Insbesondere soll die Vergussmasse nicht als Teil des Anschlusselements angesehen werden, son dern es umhüllt dieses.

Die erste Öffnung des Anschlusselements dient dazu, die flui dische Kopplung zwischen dem innenliegenden Teil des Hohllei ters und der Kühlmittelkammer des Anschlusselements zu ver mitteln. Hierzu kann ein axialer Endbereich des Hohlleiters durch diese erste Öffnung in die Kühlmittelkammer des An schlusselements hineinragen. Klarstellen soll erwähnt werden, dass der beschriebene „axiale Endbereich" des Hohlleiters nicht notwendigerweise auch elektrisch gesehen ein Endstück dieses Leiters sein muss. Wesentlich ist nur, dass es sich um einen Bereich des Hohlleiters handelt, welcher sich geomet risch an einem axialen Ende der Wicklung befindet und in wel chem sich zweckmäßig eine Öffnung zum Einleiten und/oder Aus leiten von Kühlmittel in den Hohlleiter bzw. aus dem Hohllei ter befindet. Bei einem solchen Endbereich kann es sich bei spielsweise entweder tatsächlich um ein Endstück des Hohllei ters handeln oder aber es kann sich auch um eine Biegestelle eines haarnadelförmig gebogenen Leiters handeln. Dabei kann im Bereich dieser Biegestelle eine Öffnung vorgesehen sein, wie dies beispielsweise in der DE 102017204472 Al für die dortigen haarnadelförmigen Leiter beschrieben ist.

Entsprechend dient die zweite Öffnung des Anschlusselements dazu, die fluidische Kopplung zwischen der Kühlmittelkammer des Anschlusselements und einer übergeordneten Kühlmittelzu flussleitung beziehungsweise einer Kühlmittelabflussleitung zu vermitteln.

Wesentlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist, dass der Übergang von dem Hohlleiter zu dem Anschlus selement zuverlässig fluidisch gegen die äußere Umgebung ge kapselt ist. Diese zuverlässige Kapselung wird durch die Ver gussmasse erreicht, welche zumindest den Übergangsbereich zwischen dem Hohlleiter und dem Anschlusselement vollständig umhüllt. Bei einer solchen Umhüllung mit einer Vergussmasse ist es relativ einfach, durch geeignete Materialpaarung eine dauerhafte fluiddichte Abdichtung zwischen der Vergussmasse und den übrigen Elementen - insbesondere zwischen der Ver gussmasse und der Begrenzungswand - zu erreichen.

Zusätzlich zu dieser äußeren Verkapselung mittels der Ver gussmasse soll die Begrenzungswand über eine umlaufende inne re Dichtung gegen den wenigstens einen Hohlleiter abgedichtet sein. Diese Dichtung soll „umlaufend" sein in dem Sinne, dass sie den Hohlleiter ringförmig gegen die Begrenzungswand ab- dichtet, die den Hohlleiter im Bereich der ersten Öffnung umgibt. Die Bezeichnung „innere Dichtung" bezieht sich da rauf, dass diese zur äußeren Umgebung hin zusätzlich von der Vergussmasse abgedeckt ist. Die Funktion der inneren Dichtung besteht darin, den Innenraum des Anschlusselements während der Herstellung des Kühlsystems abzudichten (insbesondere während des Schritts des Vergießens mit der Vergussmasse). Hierzu muss mittels der inneren Dichtung nur eine temporäre fluiddichte Abdichtung des Übergangs zwischen Begrenzungswand und Hohlleiter erreicht werden. Nach der Fertigstellung des Kühlsystems wird ja der Übergang vom Hohlleiter zur Begren zungswand des Anschlusselements im Wesentlichen durch die Vergussmasse abgedichtet, so dass es auf die Dichtigkeit der inneren Dichtung dann nicht mehr ankommt. Die Dichtigkeit im Bereich dieser inneren Dichtung muss also einerseits nur wäh rend des Vergießens mit der Vergussmasse gewährleistet sein. Andererseits muss die Dichtigkeit auch nur gegenüber der Ver gussmasse gegeben sein und beispielsweise nicht gegenüber an deren, insbesondere niedrigviskosen Flüssigkeiten oder gar Gasen. Somit sind die Anforderungen an die Dichtigkeit und die Stabilität dieser inneren Dichtung relativ gering, was ihre Ausgestaltung im Vergleich zum Stand der Technik deut lich vereinfacht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass mit dieser Ausgestaltung auf relativ einfache Weise eine be sonders langzeitstabile fluiddichte Kapselung erreicht werden kann. Dies wird dadurch ermöglicht, dass es bei der Lang- zeitstabilität des beschriebenen Aufbaus vor allem auf die Stabilität der Grenzfläche zwischen dem Material der Begren zungswand und der Vergussmasse ankommt. Diese beiden Materia lien können relativ frei von sonstigen Randbedingungen ge wählt werden, sodass insbesondere im Hinblick auf die Lang- zeitstabilität dieser Grenzfläche eine geeignete Materialpaa rung ausgewählt werden kann. Insbesondere ist hierbei keine langzeitstabile Abdichtung gegenüber einem metallischen Lei termaterial nötig, was mit herkömmlichen Dichtmitteln und Vergussmassen wesentlich schwerer zu erreichen ist als eine Abdichtung gegenüber elektrisch nichtleitenden Materialien. Somit kann durch die vorliegende Erfindung auch eine beson ders langzeitstabile und somit wartungsarme Abdichtung in dem Endbereich des Hohlleiters realisiert werden.

Das erfindungsgemäße Bauteil ist als Bauteil für eine elek trische Maschine ausgelegt. Das Bauteil umfasst eine elektri sche Wicklung und ein erfindungsgemäßes Kühlsystem. Der wei ter oben beschriebene Hohlleiter ist dabei insbesondere so wohl Teil des Kühlsystems (da er die direkte Kühlung der Wicklung ermöglicht) als auch ein bestromter Teil der elek trischen Wicklung. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Bau teils ergeben sich dabei analog zu den weiter oben beschrie benen Vorteilen des erfindungsgemäßen Kühlsystems.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung gehen aus den von den Ansprüchen 1 und 10 abhängigen An sprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor. Dabei kön nen die beschriebenen Ausgestaltungen des Kühlsystems und des Bauteils allgemein vorteilhaft miteinander kombiniert werden.

So kann gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform die Begrenzungswand aus einem Material gebildet sein, welches von dem Material des wenigstens einen Hohlleiters verschieden ist. Dies ermöglicht es besonders vorteilhaft, für die Ver gussmasse ein Material zu wählen, welches besonders im Hin blick auf eine langzeitstabile Abdichtung gegen das Material der Begrenzungswand optimiert ist. Dagegen muss die Verguss masse nicht auf eine Abbildung gegen das typischerweise me tallische Material des Hohlleiters optimiert sein. Insbeson dere kann die Begrenzungswand aus einem nichtmetallischen Ma terial gebildet sein. Die Abdichtung mittels einer Verguss masse gegenüber einem nichtmetallischen Material ist allge mein wesentlich einfacher zu realisieren. Allgemein kann der Hohlleiter insbesondere ein metallisches Material aufweisen, beispielsweise Kupfer und/oder eine kupferhaltige Legierung. Besonders vorteilhaft können das Material der Begrenzungswand und das Material des Hohlleiters unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Allgemein ist es günstig, wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient der Vergussmasse an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Begrenzungs wand angepasst ist. Dies ist insbesondere für ein nichtmetal lisches Material der Begrenzungswand vergleichsweise einfach zu erreichen. Durch die Anpassung der thermischen Ausdeh nungskoeffizienten zwischen Vergussmasse und Begrenzungswand kann besonders wirksam die Rissbildung im Bereich der ent sprechenden Grenzfläche vermieden oder zumindest reduziert werden. Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der vorliegen den Erfindung, wenn die Langzeitstabilität und/oder die flui- dische Dichtigkeit für die Grenzfläche Vergussmasse/Begren zungswand größer ist als für die Grenzfläche Vergussmas se/Hohlleiter. Für die wirksame fluiddichte Kapselung kommt es im Rahmen der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nämlich vor allem auf die Dichtigkeit und die Stabilität der erstgenann ten Grenzfläche an.

Die Wicklung der elektrischen Maschine kann allgemein mehrere Hohlleiter umfassen. Diese Mehrzahl von Hohlleitern kann bei spielsweise eine verteilte Wicklung ausbilden. Dazu können einzelne Hohlleiter in ihren axialen Endbereichen elektrisch miteinander verbunden sein. Dagegen sollten alle anderen Hohlleiter, welche nicht gezielt miteinander verbunden sind, zweckmäßig elektrisch gegeneinander isoliert sein.

Für die elektrische Isolation des wenigstens Hohlleiters ge gen die Umgebung ist es allgemein vorteilhaft, wenn das Mate rial der Begrenzungswand ein elektrisch nichtleitendes Mate rial ist. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denk bar, bei denen die Begrenzungswand aus einem elektrisch lei tenden Material gebildet ist. Dies kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn der wenigstens eine Hohlleiter unbestromt ist. Beispielsweise können ein oder mehrere solcher unbe- stromter Hohlleiter in eine (ansonsten bestromte) Wicklung eingestreut sein, um eine effektive Kühlung der Wicklung zu ermöglichen.

Gemäß einer allgemein bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlleiter derart vollständig mit der Vergussmasse umgossen, dass keine offenliegende Grenzfläche zwischen Hohlleiter und Vergussmasse vorliegt, welche in Kontakt mit der äußeren Um gebung treten kann. Diese Ausführungsform ist deswegen beson ders vorteilhaft, weil eine langzeitstabile, dichte Grenzflä che zwischen einem metallischen Leiter und einer Vergussmasse wesentlich schwerer zu realisieren ist als zwischen einer Vergussmasse und einem frei wählbaren Material. Daher ist es besonders bevorzugt, wenn die nach außen offenen Grenzflächen der fluiddichten Verkapselung insbesondere nur Grenzflächen zwischen der Vergussmasse und der Begrenzungswand sind. Durch die Vermeidung einer offenliegenden Grenzfläche zwischen Hohlleiter und Vergussmasse wird vorteilhaft erreicht, dass auch bei einem Abriss des Kontakts zwischen Hohlleiter und Vergussmasse die fluiddichte Kapselung der innenliegenden Kühlmittelkammer erhalten bleibt. Mit anderen Worten sollte eine Grenzfläche zwischen Hohlleiter und Vergussmasse vor teilhaft nur dann existieren, wenn sie sich nirgends zur äußeren Umgebung hin fortsetzt. Sie sollte also in sich ge schlossen sein und sollte höchstens in eine Grenzfläche zwi schen Vergussmasse und Begrenzungswand übergehen.

Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen dieser Ausführungs form, wenn überhaupt keine nach außen offenen Oberflächen des Hohlleiters vorliegen. Der Hohlleiter ist dann also zur äuße ren Umgebung hin vollständig mit der Vergussmasse umgossen. Insbesondere kann der Hohlleiter dann in seinem gesamten axi al innenliegenden Bereich von der Vergussmasse umschlossen sein, sodass höchstens seine axialen Endbereiche mit entspre chenden Anschlusselementen verbunden sind und somit ebenfalls gekapselt sind. Dabei sind diese Verbindungen wiederum durch die Vergussmasse abgedichtet, wie weiter oben beschrieben.

Ein nach außen hin offen liegender Bereich des Hohlleiters wird insgesamt vorteilhaft vermieden. Allgemein vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Anschlus selement derart vollständig mit der Vergussmasse umgossen ist, dass die Begrenzungswand nur im Bereich der zweiten Öff nung in Kontakt mit der äußeren Umgebung treten kann. Diese Ausführungsform führt zu einer besonders hohen Fluiddichtig keit im Bereich des Anschlusselements, da die Grenzfläche zwischen Begrenzungswand und Vergussmittel, über welche sich ein potentielles Leck zwischen der ersten Öffnung und der äußeren Umgebung erstrecken könnte, hier besonders lang ist. Die Begrenzungswand ist bei dieser Ausführungsform also über all außer im Bereich der zweiten Öffnung mittels der Verguss masse zusätzlich gegen die äußere Umgebung gekapselt.

Für die Ausgestaltung der inneren Dichtung sind verschiedene Varianten denkbar. So kann die innere Dichtung beispielsweise durch ein separates Dichtelement realisiert sein, welches zwischen dem Hohlleiter und der Begrenzungswand des Anschlus selements angeordnet ist. Beispielsweise kann ein solches se parates Dichtelement durch einen O-Ring realisiert sein. Es kann sich alternativ auch um einen massiven Dichtring han deln. Alternativ kann es sich auch um eine ringförmige Klebe dichtung handeln, wobei dann der Kleber das separate Dich telement bildet. Allgemein vorteilhaft kann das Material eines solchen zusätzlichen Dichtelement ein elastischer Kunststoff, insbesondere ein Elastomer sein oder ein solches Material umfassen. Beispielsweise kann das Dichtelement aus Gummi sein.

Die innere Dichtung kann jedoch allgemein auch ohne ein zu sätzliches Dichtelement realisiert sein. So kann beispiels weise der Hohlleiter über eine Pressdichtung temporär gegen das Material der Begrenzungswand abgedichtet sein.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante für die innere Dichtung ist der Hohlleiter direkt mit der inneren Dichtung in Kontakt. Bei dieser Ausführungsvariante ist also kein zusätzliches Element zwischen dem Hohlleiter und der in- neren Dichtung vorgesehen. Sofern ein separates Dichtelement vorliegt, ist der Hohlleiter mit diesem Dichtelement in di rektem Kontakt. Auf diese Weise kann eine besonders einfache temporäre Abdichtung mittels der inneren Dichtung erreicht werden. Diese Ausführungsvariante ist vor allem dann beson ders vorteilhaft, wenn nur ein einzelner Hohlleiter über die erste Öffnung mit dem Anschlusselement verbunden wird.

Gemäß einer alternativen zweiten Ausführungsvariante für die innere Dichtung steht der Hohlleiter zumindest in einem Teil bereich derart indirekt mit der inneren Dichtung in Kontakt, dass ein zusätzliches Verbindungselement den Kontakt zwischen dem Hohlleiter und der inneren Dichtung vermittelt. Diese Ausführungsvariante ist vor allem dann besonders vorteilhaft, wenn mehrere Hohlleiter über eine gemeinsame erste Öffnung mit dem Anschlusselement gekoppelt werden. Es können also mehrere Hohlleiter durch dieselbe erste Öffnung in das An schlusselement hineinragen und dort zusammen fluidisch mit der Kühlmittelkammer verbunden sein.

In diesem Fall kann das beschriebene Verbindungselement gleichzeitig die Funktion eines elektrischen Verbindungsele ments erfüllen, welches eine elektrische Verbindung zwischen zwei oder mehr Hohlleitern vermittelt. Insbesondere können auf diese Weise zwei Hohlleiter elektrisch miteinander ver bunden sein, welche Hin- und Rückleiter einer gemeinsamen Windung der Wicklung ausbilden.

Bei dieser zweiten Ausführungsvariante kann das beschriebene Verbindungselement auch nur in einem Teilbereich der Verbin dungsstelle zwischen Hohlleiter und innerer Dichtung vorlie gen. Hierbei können insbesondere nebeneinander ein direkter Kontakt und ein indirekter Kontakt zwischen dem Hohlleiter und der inneren Dichtung vorliegen. Optional kann aber auch das Verbindungselement den Hohlleiter derart umschließen, dass der Kontakt zwischen Hohlleiter und innerer Dichtung nur über dieses Verbindungselement vermittelt wird. Dies ist ins- besondere bei einem ringförmig umhüllenden Verbindungselement der Fall.

Gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform des Kühl systems kann das Anschlusselement mehrere erste Öffnungen aufweisen, welche jeweils einen oder mehrere Hohlleiter in ihren axialen Endbereichen umschließen. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass so auf besonders einfache Weise eine Mehrzahl von Hohlleitern fluidisch mit einer Kühl mittelzuflussleitung beziehungsweise eine Kühlmittel Abfluss leitung gekoppelt werden können. Insbesondere können mehrere Hohlleiter einer verteilten Wicklung fluidisch kontaktiert werden, wobei trotzdem ein vergleichsweise einfacher und ro buster Aufbau zum Einsatz kommen kann. In jede der ersten Öffnungen können also ein oder mehrere Hohlleiter der Wick lung hineinragen. Die einzelnen ersten Öffnungen des überge ordneten Anschlusselements können besonders vorteilhaft über unterschiedliche Umfangspositionen des Bauteils verteilt sein. So können insbesondere die Hohlleiter von mehreren über den Umfang verteilten Nuten des Bauteils über dasselbe An schlusselement mit einer Kühlmittelzuflussleitung beziehungs weise Kühlmittel Abflussleitung gekoppelt sein. Besonders vorteilhaft ist für diese Ankopplung von mehreren Hohlleitern mit nur einem Anschlusselement insbesondere auch nur eine einzige zweite Öffnung nötig. Diese einzige zweite Öffnung kann also zur Einspeisung von Kühlmittel in eine Mehrzahl von Hohlleitern beziehungsweise zur Ausleitung von Kühlmittel aus einer Mehrzahl von Hohlleitern dienen.

Besonders vorteilhaft ist es bei dieser Ausführungsform, wenn das Anschlusselement ringförmig ausgestaltet ist oder die Form eines Ringsegments aufweist. Dabei kann die innenliegen de Kühlmittelkammer des Anschlusselements einen ringförmigen bzw. ringsegment-förmigen innenliegenden Kühlmittelkanal aus bilden. Dieser Kühlmittelkanal kann eine Mehrzahl von ersten Öffnungen aufweisen, welche über eine Mehrzahl von Umfangspo sitionen der Maschine verteilt sind. Gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform kann das Material der Begrenzungswand ein Kunststoff sein. Besonders vorteilhaft kann es sich dabei um ein organisches polymeres Material handeln, insbesondere um einen Thermoplasten. Ein solcher Thermoplast kann beispielsweise ein gefüllter Thermo plast sein. Dabei ist Glasfasermaterial als Füllmaterial be sonders bevorzugt, beispielsweise um gewünschte thermische Eigenschaften einstellen zu können. Allgemein ermöglicht die Wahl eines Kunststoffmaterials vorteilhaft eine besonders einfache Herstellung von komplexen Formen der Begrenzungs wand. Besonders vorteilhaft kann dabei eine Formgebung über Spritzgießen oder über ein additives Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen.

Das Material der Vergussmasse kann allgemein vorteilhaft ein Polymer sein beziehungsweise ein solches Material umfassen. Besonders vorteilhaft sind hier temperaturfeste Gießharze, wie beispielsweise Epoxidharze oder Polyurethane. Bevorzugt kann ein solches Gießharz im gehärteten Zustand temperatur fest entsprechend der thermischen Klasse F sein, was einer höchstzulässigen Dauertemperatur von 155 °C entspricht. Be sonders bevorzugt kann ein solches Gießharz sogar temperatur fest entsprechend der thermischen Klasse H sein, was einer höchstzulässigen Dauertemperatur von 180 °C entspricht.

Gemäß einer weiteren allgemein vorteilhaften Ausführungsform des Kühlsystems kann dieses ein geschlossenes Kühlsystem mit einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf sein. Die Vorteile der Erfindung im Hinblick auf eine dauerhafte fluiddichte Kapselung kommen bei einem solchen geschlossenen Kühlsystem besonders wirksam zum Tragen. Allerdings sollen auch Ausfüh rungsformen mit offenen Kühlmittelsystemen grundsätzlich von der Erfindung umfasst sein.

Gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform des Bau teils kann dieses als Stator der elektrischen Maschine ausge bildet sein. Bei einem solchen feststehenden Bauteil ist die Ankopplung des beschriebenen Anschlusselements an eine über- geordnete Kühlmittelzuflussleitung beziehungsweise Kühlmit telabflussleitung besonders einfach zu realisieren. Bei der zu kühlenden Wicklung handelt es sich dann also um eine Statorwicklung .

Alternativ kann es sich bei dem Bauteil aber auch beispiels weise um einen Rotor einer elektrischen Maschine handeln. Bei der zu kühlenden Wicklung handelt es sich dann also um eine Rotorwicklung. Auch für die Kühlung solcher Rotorwicklungen sind aus dem Stand der Technik Methoden bekannt, um das ver wendete Kühlmittel insbesondere in einem geschlossenen Kühl mittelkreislauf im rotierenden System zu zirkulieren oder auch zwischen dem rotierenden System und dem feststehenden System zu übertragen.

Alternativ kann es sich bei dem Bauteil aber auch um ein an derweitiges Bauteil einer elektrischen Maschine handeln, bei spielsweise um eine Transformatorwicklung eines Transforma tors. Auch hier kommen die Vorteile der Erfindung im Zusam menhang mit der Kühlung der Wicklung zum Tragen.

Gemäß einer weiteren allgemein vorteilhaften Ausführungsform des Bauteils kann die Wicklung sowohl einen oder mehrere Hohlleiter als auch einen oder mehrere Massivleiter umfassen. Mit anderen Worten kann die Wicklung aus unterschiedlichen Leitern zusammengesetzt sein. Somit kann die Zahl der Hohl leiter geringer sein als die Zahl der insgesamt für die Wick lung benötigten Leiter. Hierdurch wird die Zahl der benötig ten Zuflussstellen beziehungsweise Abflussstellen für das Kühlmittel reduziert. Insgesamt kann so der apparative Auf wand für die fluidische Ankopplung der einzelnen Hohlleiter im Vergleich zu einer Wicklung, die ausschließlich aus Hohl leitern zusammengesetzt ist, noch weiter reduziert werden. Abhängig von dem Anteil der eingesetzten Hohlleiter kann trotzdem noch eine effektive Direktkühlung der Wicklung rea lisiert werden. Alternativ ist es jedoch grundsätzlich allgemein auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, dass die Wicklung aus schließlich aus Hohlleitern zusammengesetzt ist. In diesem Fall entspricht die maximale Anzahl der Hohlleiter dem Dop pelten der Windungszahl, was eine entsprechend hohe Anzahl von fluidischen Verbindungsstellen zur Folge hat. Diese maxi male Anzahl liegt insbesondere dann vor, wenn der Hinleiter und der Rückleiter jeder Windung jeweils durch einfache hohle Leiterstäbe gebildet sein. Bei der Verwendung von haarnadel förmig umgebogenen Hohlleitern entspricht die maximale Anzahl der Hohlleiter dagegen genau der Windungszahl.

Gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform kann das Bauteil wenigstens ein erstes Anschlusselement aufweisen, welches als Zuflusskammer für das Kühlmittel ausgestaltet ist. Zusätzlich kann das Bauteil wenigstens ein zweites An schlusselement aufweisen, welches als Abflusskammer für das Kühlmittel ausgestaltet ist. Das erste Anschlusselement dient also insbesondere dazu, den wenigstens einen Hohlleiter flui- disch mit einer übergeordneten Kühlmittelzuflussleitung zu verbinden. Das zweite Anschlusselement dient entsprechend da zu, den wenigstens einen Hohlleiter fluidisch mit einer über geordneten Kühlmittelabflussleitung zu verbinden. Durch die Verwendung von zwei solchen erfindungsgemäß ausgestalteten Anschlusselementen kann somit auf relativ einfache Weise eine Ankopplung des wenigstens einen Hohlleiters an einen überge ordneten Kühlmittelkreislauf realisiert werden.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Variante dieser Ausführungs form können die wenigstens eine Zuflusskammer und die wenig stens eine Abflusskammer auf derselben axialen Seite des Bau teils angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform entspricht die kürzeste Länge eines Hohlleiters genau der Länge einer Windung. Besonders vorteilhaft kann dann der Hohlleiter haar nadelförmig ausgestaltet sein. Ein Vorteil dieser ersten Va riante liegt beispielsweise darin, dass eine axiale Seite des Bauteils frei von Kühlmittelanschlüssen bleiben kann. Somit kann vorteilhaft ein besonders kompakter Aufbau des Bauteils realisiert werden. Diese Variante ist besonders für elektri sche Maschinen mit einer geringen axialen Länge vorteilhaft, weil dann nur geringe Probleme mit hydraulischen Druckverlus ten innerhalb des Hohlleiters auftreten.

Gemäß einer alternativen, zweiten vorteilhaften Variante kön nen die wenigstens eine Zuflusskammer und die wenigstens eine Abflusskammer auf gegenüberliegenden axialen Seiten des Bau teils angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsvariante ent spricht die kürzestmögliche Länge eines Hohlleiters sogar nur einer halben Windung. Dadurch können also noch geringere Hohlleiterlängen und somit geringere hydraulische Druckver luste realisiert werden. Bei dieser Ausführungsform kommen also vorteilhaft einfache Hohlleiterstäbe für jeden Hinleiter bzw. Rückleiter der Wicklung zum Einsatz. Diese zweite Aus führungsvariante ist vor allem für Maschinen mit etwas größe rer axialer Länge zu bevorzugen, bei denen hydraulische Druckverluste eine größere Rolle spielen.

Gemäß einer weiteren allgemein vorteilhaften Ausführungsform des Bauteils kann dieses aus einer Anzahl s von Segmenten zu sammengesetzt sein. Dabei kann das Bauteil eine Mehrzahl n von Anschlusselementen aufweisen, wobei n entweder gleich 2-s oder ein ganzzahliges Vielfaches von 2-s ist. Somit liegt für jedes Segment des Bauteils insbesondere zumindest eine Zu flusskammer und eine Abflusskammer vor. Allgemein vorteilhaft kann es sich bei der Anzahl s um eine Mehrzahl von Segmenten handeln, so dass ein echtes segmentiertes Bauteil vorliegt. Beispielsweise kann es sich um einen in Umfangsrichtung seg mentierten Stator oder Rotor einer elektrischen Maschine han deln. Alternativ kann die Anzahl s aber auch 1 sein, so dass es sich insbesondere um einen einstückigen „Komplettstator" oder „Komplettrotor" einer elektrischen Maschine handeln kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen: Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung für einen Teil eines Kühlsystems nach einem ersten Beispiel der Er findung zeigt,

Figur 2 einen etwas größeren Ausschnitts eines ähnlichen

Kühlsystems nach einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt,

Figur 3 einen Ausschnitt eines Kühlsystems nach einem dritten Beispiel der Erfindung zeigt und die Figuren 4 und 5 zwei axiale Längsschnitte von Teilberei chen von elektrischen zeigen.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist eine schematische Schnittdarstellung für einen Teilbereich eines Kühlsystems 1 einer elektrischen Maschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dabei umfasst die Schnittebene zum einen die axiale Richtung a (welche parallel zur Maschinenachse verläuft) und eine zweite Richtung r. Diese zweite Richtung r kann dabei prinzi piell entweder eine radiale Richtung der Maschine oder auch eine Umfangsrichtung der Maschine sein. Beide geometrischen Varianten bezüglich der Anordnung der hier gezeigten Elemente sind also möglich. Die Schnittebene der Figur 3 liegt in je dem Fall in einem gewissen radialen Abstand von der Maschi nenachse.

Das Kühlsystem 1 dient hier als Kühlsystem für einen Stator einer elektrischen Maschine. Dieser Stator umfasst eine Sta torwicklung, von der hier stellvertretend nur zwei einzelne Leiterabschnitte gezeigt sind, nämlich Teile von zwei stab förmigen Hohlleitern 3. Gezeigt ist hier nur ein kleiner Teilbereich dieser Hohlleiter, nämlich ein erster axialer Endbereich 3a. Diese beiden Hohlleiters sind in dem axialen Endbereich 3a parallel zueinander geführt. Beide weisen einen innenliegenden Hohlraum auf mit einer Öffnung 4 zum Einleiten und/oder Ausleiten von Kühlmittel. Die in dem Ausschnitt der Figur 1 dargestellten Öffnungen 4 werden beide zum Einspeisen von Kühlmittel in die Hohlleiter verwendet. An den gegenüber liegenden Enden dieser Hohlleiter liegen jedoch entsprechen de, hier nicht dargestellte Öffnungen zum Ausleiten von Kühl mittel vor. Um die beiden Hohlleiter 3 fluidisch an eine Kühlmittelversorgung des Kühlsystems 1 anzuschließen, sind die beiden dargestellten axialen Endbereiche 3a an ein An schlusselement 5 angekoppelt. Dieses Anschlusselement 5 weist eine innenliegende Kühlmittelkammer 6 auf, von der aus ein flüssiges Kühlmittel in die beiden Hohlleiter 3 eingespeist werden kann. Dies geschieht über eine erste Öffnung 5a des Anschlusselements, welche die beiden Hohlleiter in den axia len Endbereichen gemeinsam umschließt. Die Einspeisung von Kühlmittel in die innenliegende Kühlmittelkammer 6 geschieht wiederum durch eine zweite Öffnung 5b des Anschlusselements 5, welche mit einer hier nicht gezeigten übergeordneten Kühl mittelzuflussleitung verbunden werden kann. Die Flussrichtung des Kühlmittels ist hier durch den Pfeil 12 verdeutlich.

Die innenliegende Kühlmittelkammer 6 des Anschlusselements 5 wird durch eine Begrenzungswand 7 definiert. Diese Begren zungswand ist beispielsweise aus einem elektrisch nichtlei tenden Material und insbesondere aus Kunststoff gebildet. Hierdurch werden ungewollte elektrische Kurzschlüsse im Be reich dieser Wand vermieden. Die fluiddichte Abdichtung der innenliegenden Kühlmittelkammer 6 gegen die äußere Umgebung 10 wird bei der Herstellung des Stators in zwei aufeinander folgenden Stufen erreicht. Zunächst wird zwischen den beiden in die Öffnung 5a hineinragenden Hohlleitern 3 und der umge benden Begrenzungswand 7 eine temporäre Abdichtung geschaf fen. Dabei sind zunächst die beiden Hohlleiters 3 über ein zusätzliches Verbindungselement 11 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. Ein solches Verbindungselement kann beispielsweise ein metallisches Kontaktelement sein, welches die beiden Hohlleiters 3 nach Art einer Klammer ringförmig umgibt. Dieses Verbindungselement 11 ist wiederum über eine innere Dichtung 8 mit der Begrenzungswand 7 verbunden. Bei dieser inneren Dichtung kann es sich beispielsweise um eine O-Ring-Dichtung handeln. Wesentlich ist, dass diese innere Dichtung 8 die beiden Hohlleiters 3 zumindest temporär fluid dicht gegen die Begrenzungswand abdichtet. Dabei wird in die sem Beispiel die Abdichtung zwischen dem Hohlleiters und der inneren Dichtung zusätzlich über das Verbindungselement 11 vermittelt. Diese temporäre Abdichtung wird nun in einem zweiten Schritt so mit einer Vergussmasse 9 umgossen, dass der beschriebene Verbindungsbereich zur äußeren Umgebung 10 hin vollständig umhüllt ist.

Beim Beispiel der Figur 1 ist das Anschlusselement so voll ständig mit der Vergussmasse 9 umgossen, dass die Begren zungswand 7 nur im Bereich der zweiten Öffnung 5b zur äußeren Umgebung 10 hin offenliegt. Die Begrenzungswand 7 setzt sich zwar nach rechts und links über den dargestellten Bereich hinaus fort. Allerdings kann sie auch in den hier nicht dar gestellten außenliegenden Bereichen entweder nach außen hin von der Vergussmasse umhüllt sein oder (falls die zweite Richtung r eine Umfangsrichtung ist) in sich ringförmig ge schlossen sein.

In Figur 2 ist ein etwas größerer Ausschnitt eines ähnlichen Kühlsystems 1 nach einem zweiten Beispiel der Erfindung ge zeigt. Auch hier entspricht a der axialen Richtung der Ma schine und die zweite Richtung r soll für dieses Beispiel der Umfangsrichtung der Maschine entsprechen. Der hier gewählte Ausschnitt zeigt einen Teilbereich einer verteilten Wicklung 13, welche wiederum Teil einer Statorwicklung der Maschine ist. Diese verteilte Wicklung ist aus mehrfach gebogenen und insgesamt haarnadelförmigen Hohlleitersegmenten 3 gebildet, welche beispielsweise ähnlich wie in der DE 102017204472 Al beschrieben ausgestaltet sein können. Die Abmessungen der einzelnen Teilabschnitte sind jedoch nicht maßstabsgetreu ge zeigt und sind nur äußerst schematisch zu verstehen. Insbe sondere kann der axial innenliegende Bereich 3c dieser Lei tersegmente wesentlich länger ausgebildet sein als die übri gen Teilstücke. Außerdem können diese axial innenliegenden Teilstücke im axialen Bereich 3c in die Nuten eines hier nicht dargestellten Statorblechpakets eingebettet sein. Das Anschlusselement 5 ist hier insgesamt ähnlich ausgestaltet wie beim Beispiel der Figur 1. Wesentlich für das Beispiel der Figur 2 ist, dass die haarnadelförmigen Hohlleitersegmen te abgesehen von ihren ersten axialen Endbereichen 3a auf ih rer ganzen axialen Länge in die Vergussmasse 9 eingebettet sind. In dem innenliegenden Bereich 3c, in dem die Hohlleiter in den Nuten des Statorblechpakets verlaufen, kann insbeson dere auch dieses Statorblechpaket zusammen mit den Hohllei tern in die Vergussmasse 9 eingebettet sein. Wesentlich ist im Zusammenhang mit diesem Beispiel, dass die beiden Hohllei ter auf ihrer gesamten Länge vollständig gegenüber der äuße ren Umgebung 10 gekapselt sind. Innerhalb der gezeigten Quer schnittsfläche weist daher die Vergussmasse 9 nur in den bei den gegenüberliegenden axialen Endbereichen nach außen hin offenliegende Oberflächen 9a auf.

Wie bereits im Zusammenhang mit dem Beispiel der Figur 1 be schrieben, kann sich der innenliegende Kühlmittelkanal 6 in Umfangsrichtung r in beiden Richtungen nach Art eines ring förmigen oder ringsegmentförmigen Kühlmittelkanals 6a fort setzen. Bei der gezeigten haarnadelförmigen Ausgestaltung der Hohlleiters sind die hier nicht dargestellten gegenüberlie genden Endstücke auch im ersten axialen Teilbereich 3a des Stators angeordnet. Diese gegenüberliegenden Endstücke ent sprechen dann der Kühlmittelaustrittsseite der einzelnen Hohlleitern. Sie können in analoger Weise fluidisch mit einem entsprechenden, ähnlich ausgebildeten zweiten Anschlussele ment 5 gekoppelt sein. Ähnliches gilt für die Austrittsseite der Hohlleiter 3 der Figur 1. Ein solches zweites Anschlus selement kann insbesondere in einer anderen radialen Ebene angeordnet sein als das hier gezeigte erste Anschlusselement, welches zur Einspeisung von Kühlmittel vorgesehen ist. Auf diese Weise kann im selben axialen Endbereich eine Einspei sung von Kühlmittel mit einer Zuflusskammer und eine Auslei tung von Kühlmittel mit einer entsprechenden Abflusskammer realisiert sein. Hierzu können die jeweiligen zweiten Öffnun gen 5b der einzelnen Anschlusselemente 5 mit einer entspre- chenden übergeordneten Kühlmittelzuflussleitung beziehungs weise Kühlmittelabflussleitung verbunden sein.

In Figur 3 ist ein Teilbereich eines Kühlsystems 1 nach einem dritten Beispiel der Erfindung gezeigt. Gezeigt ist wiederum eine Schnittebene, welche eine axiale Richtung a parallel zur Maschinenachse und als zweite Richtung r die Umfangsrichtung umfasst. Auch hier weist das Kühlsystem ein Anschlusselement 5 auf, welches zur fluidischen Ankopplung mehrerer Hohlleiter an einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist.

Bei diesem Beispiel soll das gezeigte Anschlusselement 5 al lerdings beispielhaft einer Abflusskammer für das Kühlmittel entsprechen, wie durch die Flussrichtung 12 angedeutet ist. Eine analoge Zuflusskammer kann aber grundsätzlich auf glei che Weise aufgebaut sein. Der Ausschnitt der Figur 3 ist so gewählt, dass zwei von dem ringförmigen Kühlmittelkanal 6a abzweigende erste Öffnungen 5a sichtbar sind. Diese stehen stellvertretend für eine deutlich größere Anzahl von solchen ersten Öffnungen, welche über die Umfangsrichtung des Bau teils verteilt angeordnet sein können. In jede dieser ersten Öffnungen ragt im gezeigten Beispiel nur ein einziger Hohl leiter 3 hinein. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, dass wiederum mehrere Hohlleiters über eine gemeinsame erste Öff nung mit der innenliegenden Kühlmittelkammer 6 gekoppelt sind. Die einzelnen gezeigten Hohlleiters 3 sind hier jeweils direkt (also nicht über ein zusätzliches Verbindungselement) über die innere Dichtung 8 gegen die umgebende Begrenzungs wand 7 temporär abgedichtet. Auch hier dient die innenliegen de Dichtung nur dazu, um eine temporäre Abdichtung bezüglich der im zweiten Schritt aufgebrachten Vergussmasse 9 zu bewir ken. Beim Beispiel der Figur 3 ist die innere Dichtung 8 bei spielsweise als massiver Dichtring ausgebildet und bildet je denfalls auch hier ein separates Dichtelement aus. Die Ab dichtung mit der Vergussmasse bewirkt ähnlich wie bei den beiden vorhergehenden Beispielen die endgültige fluiddichte Abdichtung des Verbindungsbereichs gegenüber dem verwendeten Kühlmittel . Elektrisch sind die gezeigten Hohlleiters 3 jeweils mit einem zugeordneten Massivleiter 23 verbunden, mit dem sie zusammen eine Windung der Wicklung ausbilden können. Diese Massivlei ter sind also ebenfalls Bestandteile der Wicklung des Maschi nenbauteils. Sie sind aber nicht Bestandteil des Kühlsystems, da über sie kein flüssiges Kühlmittel transportiert wird. Die direkte Kühlung der Wicklung erfolgt also hier nur über die jenigen ausgewählten Leitersegmente, welche als Hohlleiter gebildet sind. Wenn dies nur eine bestimmte Teilmenge der ge samten Zahl von Leitersegmenten ist, kann die Zahl der benö tigten fluidischen Anschlüsse verringert und somit das Kühl system insgesamt vereinfacht werden.

In der Figur 3 ist der gegenüberliegende axiale Endbereich 3b der einzelnen Leitersegmente nicht dargestellt. Er kann prin zipiell ähnlich wie bei dem Beispiel der Figur 2 ausgestaltet sein, sodass die Leiter insbesondere haarnadelförmig ausge bildet sind und über entsprechende Biegungen in den Endberei chen 3b jeweils sowohl den Hinleiter als auch den Rückleiter einer übergeordneten Windung ausbilden. Alternativ ist es aber auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn die einzelnen Leitersegmente (sowohl die Hohlleiter als auch die Massivleiter) als einfache Leiterstäbe ausgebildet sind. Dann ist es zweckmäßig, wenn auch in dem gegenüberliegenden axia len Endbereich 3b ein entsprechendes Anschlusselement 5 vor gesehen ist, welches dann analog zur Einspeisung von Kühlmit tel ausgebildet ist.

In den Figuren 4 und 5 sind schematisch zwei allgemeine Vari anten dafür dargestellt, wie die Ankopplung der bereits be schriebenen Teile des Kühlsystems an eine übergeordnete Kühl mittelzuflussleitung 47 und eine übergeordnete Kühlmittelab flussleitung 48 in den beiden axialen Endbereichen 3a und 3b realisiert sein kann. Gezeigt sind jeweils Längsschnitte von elektrischen Maschinen 41 entlang der Maschinenachse A. Dabei zeigen beide Figuren stellvertretend nur den oberhalb der Ma schinenachse A liegenden Teilbereich des innenliegenden Ro tors 43 und des außenliegenden Stators 42. Auch hier ist der Stator 42 dasjenige Bauteil der Maschine, welches mit dem er findungsgemäßen Kühlsystem gekühlt wird. Dies ist jedoch nur eine mögliche Realisierung und es ist alternativ auch mög lich, dass der Rotor der Maschine auf die erfindungsgemäße Weise gekühlt wird.

Figur 4 zeigt eine elektrische Maschine, deren Stator 42 mit einem Kühlsystem 1 gekühlt wird. Dieses Kühlsystem 1 weist nur in einem axialen Endbereich Kühlmittelanschlüsse auf. Da bei handelt es sich um denjenigen Endbereich, welcher dem ersten axialen Endbereich 3a der Statorwicklung 44 ent spricht. Diese Statorwicklung 44 ist in ihrem axial innenlie genden Bereich in die Nuten eines Statorblechpakets 45 einge bettet. Die Statorwicklung 44 kann entweder nur aus Hohllei tern zusammengesetzt sein, ähnlich wie bei den Beispielen der Figuren 1 und 2 oder aber sie kann aus einer Mischung von Hohlleitern und massiven Leitern zusammengesetzt sein, ähn lich wie bei dem Beispiel der Figur 3. Wesentlich ist, dass die Statorwicklung zumindest einen Hohlleiter umfasst. Die einseitige fluidische Ankopplung an den Kühlmittelkreislauf wird dadurch ermöglicht, dass das Kühlsystem an demselben axialen Ende sowohl eine Zuflusskammer 51 als auch eine Ab flusskammer 52 aufweist. Jede dieser beiden Kammern 51 und 52 ist dabei durch ein Anschlusselement 5 gebildet, welches bei spielsweise ähnlich ausgestaltet sein kann, wie es im Zusam menhang mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde. In der Fi gur 4 sind diese beiden Kammern 51 und 52 nur sehr schema tisch angedeutet. Sie sind insbesondere nur durch den Umriss des mit Vergussmasse umgossen Bereichs 49 angedeutet, welcher sich in den relevanten axialen Endbereich 3a hinein er streckt. Diese beiden Kammern 51 und 52 können jeweils ring förmig ausgestaltet sein oder zumindest die Form eines Ring segments aufweisen, sodass sie mit den Hohlleitern auf unter schiedlichen Umfangspositionen gekoppelt werden können. Um eine räumliche Überlappung der beiden einzelnen Kammern 51 und 52 zu vermeiden (wie man sie aufgrund der nur äußerst groben Skizze der Figur 4 vermuten könnte), können die beiden Einzelkammern beispielsweise in unterschiedlichen radialen Ebenen der Maschine angeordnet sein. Alternativ oder zusätz lich können sie auch ein komplexes und ineinander verschach teltes Netzwerk von einzelnen Zuflusskanälen und Abflusskanä len bilden, welche nur an einzelnen Positionen in axialer, radialer und/oder azimutaler Richtung zueinander versetzt sind. In jedem Fall ist die Zuflusskammer 51 fluidisch an eine übergeordnete Kühlmittelzuflussleitung 47 gekoppelt und die Abflusskammer 52 ist an eine übergeordnete Kühlmittelab flussleitung 48 gekoppelt. Auch die in Figur 4 dargestellte Position dieser beiden Leitungen 47 und 48 ist nur äußerst schematisch zu verstehen. Die beiden Leitungen können insbe sondere in axialer Richtung, in radialer Richtung und/oder in azimutaler Richtung benachbart zueinander angeordnet sein. Wesentlich ist nur, dass sie sich an denselben axialen Ende des Maschinenbauteils befinden.

Auch Figur 5 zeigt eine ähnliche elektrische Maschine 41, de ren Stator 42 durch ein Kühlsystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gekühlt wird. Im Unterschied zum Beispiel der Figur 4 sind hier jedoch die Kühlmittelzuflussleitung 47 und die Kühlmittelabflussleitung 48 an gegenüberliegenden axialen En den des Stators angeordnet. Auch hier ist zum Anschluss an die Kühlmittelzuflussleitung eine Zuflusskammer 51 vorgese hen, welches durch ein Anschlusselement gebildet wird, wie es weiter oben beschrieben wurde. In ähnlicher Weise ist zum An schluss an die Kühlmittelabflussleitung eine Abflusskammer 52 vorgesehen, welche ebenfalls durch ein solches Anschlussele ment gebildet wird. Beim Beispiel der Figur 5 sind allerdings die Zuflusskammer 51 und die Abflusskammer 52 an unterschied lichen axialen Enden des Stators angeordnet. Dies ermöglicht die Verwendung von einfachen Hohlleiterstäben, deren Länge dann nur einer halben Windung der Statorwicklung entspricht. Auf diese Weise kann die von dem Kühlmittel durchströmte Län ge des Hohlleiters insgesamt kürzer gewählt werden, und die hydraulischen Verluste können geringer ausfallen. Bezugszeichenliste

1 Kühlsystem

3 Hohlleiter

3a erster axialer Endbereich

3b zweiter axialer Endbereich

3c axial innenliegender Bereich

4 Öffnung des Hohlleiters

5 Anschlusselement

5a erste Öffnung

5b zweite Öffnung

6 innenliegende Kühlmittelkammer

6a ringförmiger Kühlmittelkanal

7 Begrenzungswand

8 innere Dichtung

9 Vergussmasse

9a offenliegende Oberfläche der Vergussmasse

10 äußere Umgebung 11 Verbindungselernent 12 Flussrichtung 13 verteilte Wicklung

23 Massivleiter

24 elektrisches Verbindungselement

41 elektrische Maschine

42 Stator

43 Rotor

44 Statorwicklung

45 Statorbleckpaket

47 Kühlmittelzuflussleitung

48 Kühlmittelabflussleitung

49 umgossener Bereich

51 Zuflusskämmer

52 Abflusskämmer A zentrale Maschinenachse a axiale Richtung r zweite Richtung