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WO2007036505A1 - Rotary electric motor - Google Patents

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Publication number
WO2007036505A1
WO2007036505A1 PCT/EP2006/066694 EP2006066694W WO2007036505A1 WO 2007036505 A1 WO2007036505 A1 WO 2007036505A1 EP 2006066694 W EP2006066694 W EP 2006066694W WO 2007036505 A1 WO2007036505 A1 WO 2007036505A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flexible
electric machine
conductive layer
mpa
machine according
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/066694
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen Huber
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2007036505A1 publication Critical patent/WO2007036505A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223Heat bridges

Definitions

  • the present invention relates to rotary electric machines ⁇ Ma. More particularly, it relates to rotary electric Ma ⁇ machines with a provided with windings stator which a supporting body and / or a solid body are associated with metal, wherein at least one winding head of the stator windings is associated with a thermal bridge, which gene a 139leitfähi-, comprises the winding head embedding resin body , Furthermore, the invention relates to the use of a rotary electric machine according to the invention for the production of electrical or mechanical energy.
  • the cast resin body has a thermal conductivity greater than 1.6 W / m K and ent ⁇ holds this purpose a powdered, highly thermally conductive filler in an amount of 50 to 90 wt .-%, preferably an aluminum nitride coated with silicon dioxide.
  • a powdered, highly thermally conductive filler in an amount of 50 to 90 wt .-%, preferably an aluminum nitride coated with silicon dioxide.
  • the object of the present invention has been found to overcome ⁇ at least one of the aforementioned disadvantages in the prior art. More particularly, the invention has provided the Mauga ⁇ be, a rotating electrical machine, lavishzustel ⁇ len with a provided with windings stator which a supporting body and / or a solid body are associated with metal, wherein at least one winding head of the stator windings is associated with a thermal bridge, which comprises a thermally conductive, the winding head embedding cast resin body, so that a detachment of G manharz stressess is avoided.
  • a rotie ⁇ - generating electrical machine with a versehe ⁇ winding stator to which a supporting body and / or a solid body of metal are assigned, wherein at least one winding head of the stator windings is associated with a thermal bridge, which is a thermally conductive
  • the Winding head embedding cast resin body comprises, wherein those surfaces of the support body and / or the solid body made of metal, which are facing the casting resin body ⁇ , are connected to this at least partially by a layer of a flexible, thermally conductive material.
  • Rotary electrical machines in the sense of the invention may be electric motors or generators. You can also include a rotor next to the stator.
  • the supporting body of the stator carries this. It can completely or partially surround the stator and be connected to it in a force-fitting, positive-locking and / or material-locking manner.
  • the solid body of metal which is associated with the stator, may be annular or take any other appropriate form. For example, it can be shaped irregularly to adapt to the structural conditions of the machine.
  • the solid body may be mounted on the stator so that the stator windings pass through its end face.
  • the solid body may consist of a
  • Consist of pieces or of several sheets The division of the solid body into several sheets serves to reduce eddy current losses. Furthermore, such a lamination allows a fine adjustment of the contour of the solid body to the outer contour of the winding heads.
  • Cast resin body according to the invention refers to a body comprising casting resins on polyester, ester imide, silicone, polyurethane and epoxy base.
  • Resins such as epoxy-based aromatic epoxy resins of bisphenol A and / or Bisphe ⁇ nol F have been found due to their balanced Eigenschaftspro ⁇ fils be particularly suitable.
  • combinations of these aromatic epoxy resins with cycloaliphatic epoxy resins have an advantageous viscosity reduction.
  • the cast resin body may further comprise a filler which serves to increase the thermal conductivity.
  • a filler which serves to increase the thermal conductivity.
  • ge ⁇ fillers such as alumina, aluminum nitride, in particular coated aluminum nitride, silicon carbide and metal powder, in particular aluminum powder, and quartz flour and fused silica, and mixtures of these substances.
  • Thermal conductivity in the sense of the invention refers to the ability of a body to transport thermal energy in the form of heat.
  • the thermal conductivity is expressed in units of watts per meter and Kelvin.
  • the varnishleitfä ⁇ ability of G manharz stresses invention and the flexible, thermally conductive layer of the invention is in a range of> 0.1 W / m K to ⁇ 500 W / m K.
  • mate rial ⁇ expressed in megapascals, in egg nem range of> 1 MPa to ⁇ 200 MPa, a modulus of elasticity.
  • the flexible, heat-conductive material according to the invention may be designed to be self-adhesive. As a result, it can be applied to the carrier body and / or to the solid body.
  • the material may also be applied by methods such as spraying, gluing, brushing, casting or spin-coating.
  • the flexible, thermally conductive material according to the invention makes possible a permanent, preferably air-gap-free connection to the surfaces of the supporting body and / or the laminated core as well as to the surface of the cast resin body. It is thus possible to compensate for differences caused by differences in the expansion behavior of the individual components. As a result, delamination of the heat-conducting materials are avoided.
  • the permanent gap-free connection of the interfaces minimizes the overall thermal resistance. This leads to a reduction of the maximum temperatures in the winding head area. As a result, a higher power utilization can be achieved because the efficiency is increased. Likewise, however, the reliability of the machine can be increased.
  • the elastic modulus of the flexible, heat-conductive layer is> 1 MPa to ⁇ 200 MPa, preferably> 3 MPa to ⁇ 150 MPa, more preferably> 5 MPa to ⁇ 50 MPa.
  • the flexible, heat-conductive layer according to the invention can also act as a damping element with regard to the mechanical vibrations that occur and reduce the mechanical wear of the machine by vibrations.
  • the thermal conductivity of the flexible, thermally conductive layer is> 0.1 W / m K to ⁇ 500 W / m K, preferably> 0.2 W / m K to ⁇ 200 W / m K, more preferably> 0.5 W / m K to ⁇ 50 W / m K.
  • the material of the flexible, thermally conductive layer is selected from the group comprising ethylene / propylene copolymer, ethylene / propylene / nonconjugated diene terpolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, unsaturated nitrile / conjugated Diene copolymer, hydrogenated unsaturated nitrile / conjugated diene copolymer, unsaturated nitrile / conjugated diene / ethylenically unsaturated monomer terpolymer, hydrogenated unsaturated nitrile / conjugated diene / ethylenically unsaturated monomer terpolymer, styrene / conjugated diene copolymer, hydrogenated styrenic rol / conjugated diene copolymer, polyisoprene, natural rubber, polyvinyl lybutadien, silicone rubber, epoxy resins,
  • the average thickness of the flexible, thermally conductive layer is> 0.1 mm to ⁇ 10 mm, preferably> 0.3 mm to ⁇ 7 mm, more preferably> 0.4 mm to ⁇ 5 mm, even more preferably> 0.5 mm to ⁇ 2 mm.
  • the term "average Di ⁇ bridge" refers to the average of the measured layer thicknesses. This procedure can be bumps, depressions, etc. taken into account computationally. Can be reached with as clotting ⁇ according to material and cost that the thermal through the different expansion behavior of the Cast resin body and the surrounding components occurring voltages are reduced and so no separation of the layer occurs.
  • the flexible, thermally conductive layer to additionally ⁇ fibers, rigid fabric plies, flexible fabric inserts and / or fillers selected from the group comprising chalk, alumina and / or alumina trihydrate on.
  • Such additives can help to better absorb the shear forces occurring in the layer.
  • These additives can also be electrically conductive. As a result, damage points in the insulation of the stator windings can be revealed, for example, by the detection of leakage currents.
  • the fillers can increase the thermal conductivity of the flexible, heat-conductive layer, without acting strongly abrasive.
  • the flexible, thermally conductive layer according to the invention may be a polyurethane resin which is filled with aluminum oxide trihydrate and has a density of> 1.35 to ⁇ 1.40 g / cm 3 .
  • Polyurethane resins are commercially well available, inexpensive, weather resistant and easily ver ⁇ workable.
  • Aluminum oxide trihydrate as a filler increases the viscosity of the uncured resin, making it easier to apply even on non-planar surfaces.
  • a polyurethane resin having a filler which results in a density of> 1.35 to ⁇ 1:40 g / cm 3, showing a balanced and favorable profile of properties in terms of viscosity, Wär ⁇ meleitrichmix and abrasion. It is beneficial if the resin formulation is not highly abrasive, as processing by spraying from nozzles will be easier.
  • the flexible, heat-conductive layer according to the invention may have a modulus of elasticity of 21 MPa.
  • Such layers have sufficient flexibility to reduce mechanical stresses caused by different expansion characteristics of the components of the rotating electrical machine.
  • these layers are not as flexible as they formality in decreased stability ⁇ the component arrangement could result.
  • the flexible, heat-conductive layer according to the invention may have a thermal conductivity of 0.5 W / m K. This ensures efficient cooling of the rotating electrical machine.
  • the thickness of the flexible, thermally conductive layer according to the invention may be in a range of> 0.9 mm to ⁇ 1.2 mm. Such layer thicknesses can be easily realized by common application methods. A layer in said area has enough flexible material to absorb mechanical stresses.
  • the elongation at break of the flexible, heat-conductive layer according to the invention can be 70%.
  • Such a high one Elongation at break is advantageous if the components of the rotating electrical machine are subjected to shear stresses, such as for example occur during operation of a vehicle NEN ⁇ Kgs.
  • the glass transition temperature T g of the flexible, thermally conductive layer 20 according to the invention may be 0 ° C.
  • the heat-conductive layer according to the invention may have an expansion coefficient of 55 ppm.
  • the layer is present in the energy- ⁇ elastic range, can still be reduced by cooling the rotary electric machine induced mechanical stresses. This is advantageous when the machine is in a cold medium, such as water, and is not operated continuously.
  • the thermally conductive layer according to the invention may have an expansion coefficient of 150 ppm.
  • the layer When the layer is thus present in the rubber-elastic range, it can better reduce ⁇ voltages caused by differing ⁇ ches expansion behavior of the individual components of the rotary electric machine mechanical clamping.
  • the flexible, thermally conductive layer is disposed on the outer surface of an integrated insert and / or on the outer surface of the electrical conductor winding.
  • a pressure relief of the insert and / or the electrical conductor winding can be achieved as well when the G recognizeharz Shell stresses expands during heating.
  • the casting resin in the cast-resin has a glass transition temperature of> -100 0 C to ⁇ 250 0 C, preferably> -50 0 C to ⁇ 150 0 C, more preferably> 0 0 C to ⁇ 100 0 C. , even more preferably> 4 0 C to ⁇ 80 0 C on.
  • the support body is a housing comprising the stator. This constructive combination allows the
  • the invention further relates to the use of a rotary electric machine according to the invention for obtaining electrical or mechanical energy.
  • the rotating electrical machine can be configured both as an electric motor and as a power generator and at the same time still the advantages of the inventively constructed devices for warming the winding heads of the stator can be used.
  • Fig. 1 shows the winding head of the stator of an inventive ⁇ Shen electric motor.
  • Fig. 2 shows the winding head of the stator of an electric motor according to the invention ⁇ SEN with an additional coating on the winding.
  • Fig. 1 shows the winding head of the stator of an inventive ⁇ Shen electric motor (1).
  • a cast resin molding material (2) surrounds a winding (3) of a stator on the stator head.
  • a flexible, heat-conductive layer (4) connects the casting resin molding material (2) and the solid body (5) or the housing (6) designed as a laminated core.
  • FIG. 2 shows a further winding head of the stator of an electric motor (7) according to the invention.
  • a cast resin molding material (2) surrounds a winding (3) of a stator on the stator head.
  • a flexible, thermally conductive layer (4) connects the cast resin ⁇ molding material (2) and designed as a laminated core Fest ⁇ material body (5) or the housing (6). Furthermore, the flexible, thermally conductive layer (4) partially envelops the winding (3) of a stator on the stator head.
  • Embodiment 1 flexible, thermally conductive layer
  • Modulus of elasticity is determined as tensile modulus of elasticity according to ISO 527 and expressed in MPa.
  • Thermal conductivity determined according to ISO 8894 and expressed in W / m K
  • Elongation at break determined according to ISO 527 and expressed in%.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Rotary electric motors have a stator fitted with windings and associated with a holding body and/or solid body made of metal, a thermal bridge being associated with at least one end winding of the stator windings and comprising a thermally conductive cast resin body in which the end winding is embedded. The surfaces of the holding body and/or solid body made of metal which face the cast resin body are joined thereto at least in part by a layer of a flexible, thermally conductive material. Also disclosed is the use of a rotary electric motor according to the invention for producing electric or mechanical energy.

Description

Beschreibungdescription
ROTIERENDE ELEKTRISCHE MASCHINEROTATING ELECTRIC MACHINE
Die vorliegende Erfindung betrifft rotierende elektrische Ma¬ schinen. Insbesondere betrifft sie rotierende elektrische Ma¬ schinen mit einem mit Wicklungen versehenen Stator, dem ein Tragkörper und/oder ein Feststoffkörper aus Metall zugeordnet sind, wobei mindestens einem Wickelkopf der Statorwicklungen eine Wärmebrücke zugeordnet ist, welche einen wärmeleitfähi- gen, den Wickelkopf einbettenden Gießharzkörper umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen rotierenden elektrischen Maschine zur Gewinnung von elektrischer oder mechanischer Energie.The present invention relates to rotary electric machines ¬ Ma. More particularly, it relates to rotary electric Ma ¬ machines with a provided with windings stator which a supporting body and / or a solid body are associated with metal, wherein at least one winding head of the stator windings is associated with a thermal bridge, which gene a wärmeleitfähi-, comprises the winding head embedding resin body , Furthermore, the invention relates to the use of a rotary electric machine according to the invention for the production of electrical or mechanical energy.
Zur Vermeidung von Überhitzungen in Motoren oder Generatoren, bei denen aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung besondere Maßnahmen zur Ableitung der Wärme aus den Wickelkopfbereichen an den Tragkörper des Stators notwendig sind, werden als Wärmebrücken häufig möglichst hoch wärmeleitfähige Kunststof¬ fe eingesetzt.To avoid overheating in motors or generators, where due to their structural design special measures to dissipate the heat from the winding head areas of the support body of the stator are necessary, are used as thermal bridges often highly heat conductive Kunststof ¬ fe.
So offenbart beispielsweise die deutsche PatentschriftFor example, the German patent publication
DE 199 02 837 Cl (Siemens AG) eine rotierende elektrische Ma- schine mit einem permanenterregten Rotor. Hierbei bildet der rohrförmige, gut wärmeleitende Tragkörper des Stators eine Wärmebrücke zu einem Kühlmittel. Um auch die Wickelköpfe der Statorwicklungen wirksam kühlen zu können, ist den Wickelköpfen jeweils eine Wärmebrücke zugeordnet, die den Zwischenraum zwischen den Wickelköpfen und dem Tragkörper des Stators vollständig ausfüllt. Diese Wärmebrücke ist massiv ausgebil¬ det und besteht aus einem mit dem Tragkörper des Stators kraftschlüssig verbundenen Feststoffring sowie einem in diesem eingegossenen Gießharzkörper. Der Gießharzkörper weist eine thermische Leitfähigkeit größer 1.6 W/m K auf und ent¬ hält hierzu einen pulverförmigen, gut wärmeleitenden Füllstoff in einer Menge von 50 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise ein mit Siliziumdioxid gecoatetes Aluminiumnitrid. Grundsätzlich können jedoch bei starren Systemen Nachteile auftreten. Bedingt durch die großen Unterschiede im Ausdehnungsverhalten der Komponenten (Metalle, Kunststoffe) , der auftretenden Temperaturgradienten, der Temperaturwechselbeanspruchungen und mechanischen Spannungen kommt es an den Grenzflächen zum Gehäuse oder dem Blechpaket häufig zu sich bildenden Spalten beziehungsweise Ablösungen. Diese verschlechtern den Wärmetransport erheblich. Besonders bei Sys- temen für die Wärmeklassen B, F, H und höher mit Dauergebrauchstemperaturen von 130 0C, 155 0C, 180 0C und mehr tritt dieses Problem auf. Zusätzlich wird durch diese Spalten oder Risse das Gesamtsystem anfälliger gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, aggressive Medien und Stäube.DE 199 02 837 C1 (Siemens AG) a rotating electrical machine with a permanent-magnet rotor. Here, the tubular, highly thermally conductive support body of the stator forms a thermal bridge to a coolant. In order to effectively cool the winding heads of the stator windings, the winding heads are each assigned a thermal bridge, which completely fills the space between the winding heads and the supporting body of the stator. This thermal bridge is solid ausgebil ¬ det and consists of a non-positively connected to the supporting body of the stator solid ring and cast in this cast resin body. The cast resin body has a thermal conductivity greater than 1.6 W / m K and ent ¬ holds this purpose a powdered, highly thermally conductive filler in an amount of 50 to 90 wt .-%, preferably an aluminum nitride coated with silicon dioxide. In principle, however, can occur in rigid systems disadvantages. Due to the large differences in the expansion behavior of the components (metals, plastics), the temperature gradients occurring, the thermal cycling and mechanical stresses it often comes at the interfaces to the housing or the laminated core to forming columns or detachments. These worsen the heat transfer considerably. Especially with systems for the heat classes B, F, H and higher with continuous service temperatures of 130 0 C, 155 0 C, 180 0 C and more, this problem occurs. In addition, these gaps or cracks make the entire system more susceptible to environmental influences such as moisture, aggressive media and dusts.
Die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik wurden bisher nicht zufrieden stellend gelöst. So sind insbesondere radiale Ablösungen des Gießharzkörpers immer wieder zu beo¬ bachten .The aforementioned disadvantages of the prior art have not been satisfactorily solved. In particular, radial detachment of Gießharzkörpers are Bachten repeatedly to beo ¬.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, zu¬ mindest einen der vorgenannten Nachteile im Stand der Technik zu überwinden. Insbesondere hat sich die Erfindung die Aufga¬ be gestellt, eine rotierende elektrische Maschine mit einem mit Wicklungen versehenen Stator, dem ein Tragkörper und/oder ein Feststoffkörper aus Metall zugeordnet sind, bereitzustel¬ len, wobei mindestens einem Wickelkopf der Statorwicklungen eine Wärmebrücke zugeordnet ist, welche einen wärmeleitfähi- gen, den Wickelkopf einbettenden Gießharzkörper umfasst, so dass eine Ablösung des Gießharzkörpers vermieden wird.The object of the present invention has been found to overcome ¬ at least one of the aforementioned disadvantages in the prior art. More particularly, the invention has provided the Aufga ¬ be, a rotating electrical machine, bereitzustel ¬ len with a provided with windings stator which a supporting body and / or a solid body are associated with metal, wherein at least one winding head of the stator windings is associated with a thermal bridge, which comprises a thermally conductive, the winding head embedding cast resin body, so that a detachment of Gießharzkörpers is avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine rotie¬ rende elektrische Maschine mit einem mit Wicklungen versehe¬ nen Stator, dem ein Tragkörper und/oder ein Feststoffkörper aus Metall zugeordnet sind, wobei mindestens einem Wickelkopf der Statorwicklungen eine Wärmebrücke zugeordnet ist, welche einen wärmeleitfähigen, den Wickelkopf einbettenden Gießharzkörper umfasst, wobei diejenigen Oberflächen des Tragkörpers und/oder des Feststoffkörpers aus Metall, welche dem Gie߬ harzkörper zugewandt sind, mit diesem zumindest teilweise durch eine Schicht aus einem flexiblen, wärmeleitfähigen Material verbunden sind.This object is achieved by a rotie ¬- generating electrical machine with a versehe ¬ winding stator, to which a supporting body and / or a solid body of metal are assigned, wherein at least one winding head of the stator windings is associated with a thermal bridge, which is a thermally conductive, the Winding head embedding cast resin body comprises, wherein those surfaces of the support body and / or the solid body made of metal, which are facing the casting resin body ¬ , are connected to this at least partially by a layer of a flexible, thermally conductive material.
Rotierende elektrische Maschinen im erfindungsgemäßen Sinne können Elektromotoren oder Generatoren sein. Sie können neben dem Stator weiterhin auch einen Rotor umfassen.Rotary electrical machines in the sense of the invention may be electric motors or generators. You can also include a rotor next to the stator.
Der Tragkörper des Stators trägt diesen. Er kann den Stator ganz oder teilweise umgeben und mit diesem kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein.The supporting body of the stator carries this. It can completely or partially surround the stator and be connected to it in a force-fitting, positive-locking and / or material-locking manner.
Der Feststoffkörper aus Metall, der dem Stator zugeordnet ist, kann ringförmig ausgebildet sein oder eine andere zweckmäßige Form einnehmen. Beispielsweise kann er unregelmäßig geformt sein, um sich den baulichen Gegebenheiten der Maschine anzupassen. Der Feststoffkörper kann so auf dem Stator angebracht sein, dass die Statorwicklungen durch seine Stirn- fläche hindurchtreten. Der Feststoffkörper kann aus einemThe solid body of metal, which is associated with the stator, may be annular or take any other appropriate form. For example, it can be shaped irregularly to adapt to the structural conditions of the machine. The solid body may be mounted on the stator so that the stator windings pass through its end face. The solid body may consist of a
Stück bestehen oder aus mehreren Blechen. Die Aufteilung des Feststoffkörpers in mehrere Bleche dient der Verringerung von Wirbelstromverlusten. Weiterhin ermöglicht eine solche Blechung eine feine Anpassung der Kontur des Feststoffkörpers an die äußere Kontur der Wickelköpfe.Consist of pieces or of several sheets. The division of the solid body into several sheets serves to reduce eddy current losses. Furthermore, such a lamination allows a fine adjustment of the contour of the solid body to the outer contour of the winding heads.
Gießharzkörper im erfindungsgemäßen Sinne bezeichnet einen Körper, der Gießharze auf Polyester-, Esterimid-, Silikon-, Polyurethan- und Epoxid-Basis umfasst. Harze auf Epoxid-Basis wie aromatische Epoxidharze von Bisphenol A und/oder Bisphe¬ nol F haben sich aufgrund ihres ausgewogenen Eigenschaftspro¬ fils als besonders geeignet erwiesen. So weisen Kombinationen dieser aromatischen Epoxidharze mit cycloaliphatischen Epoxidharzen eine vorteilhafte Viskositätserniedrigung auf.Cast resin body according to the invention refers to a body comprising casting resins on polyester, ester imide, silicone, polyurethane and epoxy base. Resins such as epoxy-based aromatic epoxy resins of bisphenol A and / or Bisphe ¬ nol F have been found due to their balanced Eigenschaftspro ¬ fils be particularly suitable. Thus, combinations of these aromatic epoxy resins with cycloaliphatic epoxy resins have an advantageous viscosity reduction.
Der Gießharzkörper kann weiterhin einen Füllstoff umfassen, der zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit dient. Besonders ge¬ eignet sind hierbei Füllstoffe wie Aluminiumoxid, Aluminium- nitrid, insbesondere gecoatetes Aluminiumnitrid, Siliziumcar- bid und Metallpulver wie insbesondere Aluminiumpulver sowie Quarzmehl und Quarzgutmehl, ferner Mischungen dieser Stoffe.The cast resin body may further comprise a filler which serves to increase the thermal conductivity. Particularly suitable in this case are ge ¬ fillers, such as alumina, aluminum nitride, in particular coated aluminum nitride, silicon carbide and metal powder, in particular aluminum powder, and quartz flour and fused silica, and mixtures of these substances.
Wärmeleitfähig im erfindungsgemäßen Sinne bezeichnet das Vermögen eines Körpers, thermische Energie in Form von Wärme zu transportieren. Die Wärmeleitfähigkeit wird in den Einheiten von Watt pro Meter und Kelvin ausgedrückt. Die Wärmeleitfä¬ higkeit des erfindungsgemäßen Gießharzkörpers und der erfin- dungsgemäßen flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht liegt in einem Bereich von > 0.1 W/m K bis ≤ 500 W/m K.Thermal conductivity in the sense of the invention refers to the ability of a body to transport thermal energy in the form of heat. The thermal conductivity is expressed in units of watts per meter and Kelvin. The Wärmeleitfä ¬ ability of Gießharzkörpers invention and the flexible, thermally conductive layer of the invention is in a range of> 0.1 W / m K to ≤ 500 W / m K.
Flexibel im erfindungsgemäßen Sinne bedeutet, dass das Mate¬ rial ein Elastizitätsmodul, ausgedrückt in Megapascal, in ei- nem Bereich von > 1 MPa bis ≤ 200 MPa liegt.Means flexible in the sense of the invention that the mate rial ¬, expressed in megapascals, in egg nem range of> 1 MPa to ≤ 200 MPa, a modulus of elasticity.
Das erfindungsgemäße flexible, wärmeleitfähige Material kann selbstklebend ausgestaltet sein. Hierdurch kann es auf den Tragkörper und/oder auf den Feststoffkörper aufgebracht wer- den. Das Material kann weiterhin durch Verfahren wie Sprühen, Kleben, Streichen, Gießen oder Schleudern (Spin-coating) aufgebracht werden.The flexible, heat-conductive material according to the invention may be designed to be self-adhesive. As a result, it can be applied to the carrier body and / or to the solid body. The material may also be applied by methods such as spraying, gluing, brushing, casting or spin-coating.
Das erfindungsgemäße flexible, wärmeleitfähige Material er- möglicht eine dauerhafte, möglichst luftspaltfreie Anbindung an die Oberflächen des Tragkörpers und/oder des Blechpaketes sowie an die Oberfläche des Gießharzkörpers. Es ist somit möglich, durch Unterschiede im Ausdehnungsverhalten der einzelnen Komponenten verursachte Spannungen zu kompensieren. Hierdurch werden Ablösungen der wärmeleitenden Materialien vermieden. Durch die dauerhafte spaltfreie Anbindung der Grenzflächen wird eine Minimierung des thermischen Gesamtwiderstandes erreicht. Dieses führt zu einer Reduzierung der Maximaltemperaturen im Wickelkopfbereich . Hierdurch kann eine höhere Leistungsausnutzung erreicht werden, da der Wirkungsgrad erhöht wird. Ebenso kann aber die Betriebssicherheit der Maschine erhöht werden. Dieses ist beispielsweise von Bedeu¬ tung in Maschinen, die bei erhöhten Temperaturen betrieben werden, wie Maschinen der Wärmeklassen B (bis 130 0C) , F (bis 155 0C), H (bis 200 0C) und darüber. Diese Art der passiven Kühlung ermöglicht es auch, kostengünstige und Platz sparende Bauweisen zu verwirklichen. Schließlich wird ein effektiverer Schutz gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, aggressive Be¬ triebsstoffe und Stäube erreicht.The flexible, thermally conductive material according to the invention makes possible a permanent, preferably air-gap-free connection to the surfaces of the supporting body and / or the laminated core as well as to the surface of the cast resin body. It is thus possible to compensate for differences caused by differences in the expansion behavior of the individual components. As a result, delamination of the heat-conducting materials are avoided. The permanent gap-free connection of the interfaces minimizes the overall thermal resistance. This leads to a reduction of the maximum temperatures in the winding head area. As a result, a higher power utilization can be achieved because the efficiency is increased. Likewise, however, the reliability of the machine can be increased. This is however of importance ¬ processing in machines that operate at elevated temperatures such as machines of thermal classes B (up to 130 0 C), F (up to 155 0 C), H (up to 200 0 C) and above. This type of passive cooling also makes it possible to realize cost-effective and space-saving designs. Finally, a more effective protection against environmental influences such as moisture, aggressive Be ¬ instincts and dusts is achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt das Elastizitätsmodul der flexiblen, wärmeleit- fähigen Schicht > 1 MPa bis ≤ 200 MPa, bevorzugt > 3 MPa bis ≤ 150 MPa, mehr bevorzugt > 5 MPa bis ≤ 50 MPa. Somit kann die erfindungsgemäße flexible, wärmeleitfähige Schicht auch als Dämpfungselement hinsichtlich der auftretenden mechanischen Schwingungen wirken und den mechanischen Verschleiß der Maschine durch Vibrationen verringern.In a preferred embodiment of the present invention, the elastic modulus of the flexible, heat-conductive layer is> 1 MPa to ≦ 200 MPa, preferably> 3 MPa to ≦ 150 MPa, more preferably> 5 MPa to ≦ 50 MPa. Thus, the flexible, heat-conductive layer according to the invention can also act as a damping element with regard to the mechanical vibrations that occur and reduce the mechanical wear of the machine by vibrations.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Wärmeleitfähigkeit der flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht > 0.1 W/m K bis ≤ 500 W/m K, bevor- zugt > 0.2 W/m K bis ≤ 200 W/m K, mehr bevorzugt > 0.5 W/m K bis ≤ 50 W/m K. Hierdurch werden Spannungen, die durch Unterschiede im temperaturabhängigen Ausdehnungsverhalten der Bauteile der Maschine, die auftretenden Temperaturgradienten sowie die Temperaturwechselbeanspruchungen verursacht werden, reduziert. Weiterhin wird durch eine solche Wärmeleitfähigkeit eine effizientere Kühlung der Maschine ermöglicht.In a further preferred embodiment of the present invention, the thermal conductivity of the flexible, thermally conductive layer is> 0.1 W / m K to ≦ 500 W / m K, preferably> 0.2 W / m K to ≦ 200 W / m K, more preferably> 0.5 W / m K to ≤ 50 W / m K. This reduces stresses caused by differences in the temperature-dependent expansion behavior of the components of the machine, the temperature gradients that occur and the thermal cycling. Furthermore, a more efficient cooling of the machine is made possible by such a thermal conductivity.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Material der flexiblen, wärmeleitfähi- gen Schicht ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ethy- len/Propylen-Copolymer, Ethylen/Propylen/nichtkonjugiertes Dien-Terpolymer, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien-Copolymer, hydriertes ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien-Copolymer, ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien/ethylenisch ungesättigtes Monomer- Terpolymer, hydriertes ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien/ethylenisch ungesättigtes Monomer-Terpolymer, Sty- rol/konjugiertes Dien-Copolymer, hydriertes Sty- rol/konjugiertes Dien-Copolymer, Polyisopren, Naturgummi, Po- lybutadien, Silikongummi, Epoxidharze, ungesättigte Polyes¬ terharze (UP-Harze) , Polyurethanharze, Acrylharze, Silikon¬ harze und/oder Oxazoldinon-modifizierte Epoxidharze. Solche Materialien sind gut verfügbar und zeichnen sich dadurch aus, dass für einen spezifischen Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Maschine eine geeignete Auswahl getroffen werden kann. Je nach Ausgestaltung können die Materialien selbstklebend sein oder gut an einem Kleber haften.In a further preferred embodiment of the present invention, the material of the flexible, thermally conductive layer is selected from the group comprising ethylene / propylene copolymer, ethylene / propylene / nonconjugated diene terpolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, unsaturated nitrile / conjugated Diene copolymer, hydrogenated unsaturated nitrile / conjugated diene copolymer, unsaturated nitrile / conjugated diene / ethylenically unsaturated monomer terpolymer, hydrogenated unsaturated nitrile / conjugated diene / ethylenically unsaturated monomer terpolymer, styrene / conjugated diene copolymer, hydrogenated styrenic rol / conjugated diene copolymer, polyisoprene, natural rubber, polyvinyl lybutadien, silicone rubber, epoxy resins, unsaturated Polyes ¬ terharze (UP resins), polyurethane resins, acrylic resins, silicone resins and ¬ / or Oxazoldinon-modified epoxy resins. Such materials are readily available and are characterized in that a suitable selection can be made for a specific application of the machine according to the invention. Depending on the configuration, the materials may be self-adhesive or adhere well to an adhesive.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die mittlere Dicke der flexiblen, wär- meleitfähigen Schicht > 0.1 mm bis ≤ 10 mm, bevorzugt > 0.3 mm bis ≤ 7 mm, mehr bevorzugt > 0.4 mm bis ≤ 5 mm, noch mehr bevorzugt > 0.5 mm bis ≤ 2 mm. Der Begriff „mittlere Di¬ cke" bezeichnet den Mittelwert der gemessenen Schichtdicken. Durch dieses Vorgehen werden Unebenheiten, Vertiefungen, etc. rechnerisch berücksichtigt. Man erreicht mit möglichst gerin¬ gem Material- und Kostenaufwand, dass die durch das unter- schiedliche thermische Ausdehnungsverhalten des Gießharzkörpers und der umgebenden Bauteile auftretenden Spannungen reduziert werden und so keine Ablösung der Schicht eintritt.In a further preferred embodiment of the present invention, the average thickness of the flexible, thermally conductive layer is> 0.1 mm to ≦ 10 mm, preferably> 0.3 mm to ≦ 7 mm, more preferably> 0.4 mm to ≦ 5 mm, even more preferably> 0.5 mm to ≤ 2 mm. The term "average Di ¬ bridge" refers to the average of the measured layer thicknesses. This procedure can be bumps, depressions, etc. taken into account computationally. Can be reached with as clotting ¬ according to material and cost that the thermal through the different expansion behavior of the Cast resin body and the surrounding components occurring voltages are reduced and so no separation of the layer occurs.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegen- den Erfindung weist die flexible, wärmeleitfähige Schicht zu¬ sätzlich Fasern, starre Gewebeeinlagen, flexible Gewebeeinlagen und/oder Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kreide, Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxid-Trihydrat auf. Solche Zusätze können helfen, die auftretenden Scherkräfte in der Schicht besser abzufangen. Diese Zusätze können auch elektrisch leitend sein. Hierdurch können beispielsweise durch das Erkennen von Kriechströmen Schadstellen in der Isolierung der Statorwicklungen aufgedeckt werden. Weiterhin können die Füllstoffe das Wärmeleitvermögen der flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht erhöhen, ohne stark abrasiv zu wirken . Beispielsweise kann die erfindungsgemäße flexible, wärmeleit- fähige Schicht ein Polyurethanharz sein, die mit Aluminium- oxid-Trihydrat gefüllt ist und eine Dichte von > 1.35 bis ≤ 1.40 g/cm3 aufweisen. Polyurethanharze sind kommerziell gut verfügbar, preisgünstig, witterungsbeständig und leicht ver¬ arbeitbar. Aluminiumoxid-Trihydrat als Füllstoff erhöht die Viskosität des ungehärteten Harzes, wodurch es auch auf nicht ebenen Flächen besser aufgetragen werden kann. Ein Polyurethanharz mit einem Füllstoffgehalt, der in einer Dichte von > 1.35 bis ≤ 1.40 g/cm3 resultiert, zeigt ein ausgewogene und günstiges Eigenschaftsprofil in Hinblick auf Viskosität, Wär¬ meleitfähigkeit und Abrasionsverhalten. Es ist günstig, wenn die Harzformulierung nicht stark abrasiv ist, da die Verarbeitung durch Aufsprühen aus Düsen leichter fällt.In a further preferred embodiment of the vorliegen- the invention, the flexible, thermally conductive layer to additionally ¬ fibers, rigid fabric plies, flexible fabric inserts and / or fillers selected from the group comprising chalk, alumina and / or alumina trihydrate on. Such additives can help to better absorb the shear forces occurring in the layer. These additives can also be electrically conductive. As a result, damage points in the insulation of the stator windings can be revealed, for example, by the detection of leakage currents. Furthermore, the fillers can increase the thermal conductivity of the flexible, heat-conductive layer, without acting strongly abrasive. For example, the flexible, thermally conductive layer according to the invention may be a polyurethane resin which is filled with aluminum oxide trihydrate and has a density of> 1.35 to ≦ 1.40 g / cm 3 . Polyurethane resins are commercially well available, inexpensive, weather resistant and easily ver ¬ workable. Aluminum oxide trihydrate as a filler increases the viscosity of the uncured resin, making it easier to apply even on non-planar surfaces. A polyurethane resin having a filler, which results in a density of> 1.35 to ≤ 1:40 g / cm 3, showing a balanced and favorable profile of properties in terms of viscosity, Wär ¬ meleitfähigkeit and abrasion. It is beneficial if the resin formulation is not highly abrasive, as processing by spraying from nozzles will be easier.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße flexible, wärmeleitfähige Schicht ein Elastizitätsmodul von 21 MPa aufweisen. Solche Schichten weisen eine genügende Flexibilität auf, um durch unterschiedliches Ausdehnungsverhalten der Bauteile der ro- tierenden elektrischen Maschine hervorgerufene mechanische Spannungen zu reduzieren. Andererseits sind diese Schichten nicht so flexibel, als dass sie zu einer verringerten Stabi¬ lität der Bauteilanordnung führen könnten.Furthermore, the flexible, heat-conductive layer according to the invention may have a modulus of elasticity of 21 MPa. Such layers have sufficient flexibility to reduce mechanical stresses caused by different expansion characteristics of the components of the rotating electrical machine. On the other hand, these layers are not as flexible as they formality in decreased stability ¬ the component arrangement could result.
Ebenfalls kann die erfindungsgemäße flexible, wärmeleitfähige Schicht eine Wärmeleitfähigkeit von 0.5 W/m K aufweisen. Hierdurch wird eine effiziente Kühlung der rotierenden elektrischen Maschine gewährleistet.Likewise, the flexible, heat-conductive layer according to the invention may have a thermal conductivity of 0.5 W / m K. This ensures efficient cooling of the rotating electrical machine.
Die Dicke der erfindungsgemäßen flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht kann in einem Bereich von > 0.9 mm bis ≤ 1.2 mm liegen. Solche Schichtdicken lassen sich durch gängige Auftragungsverfahren leicht realisieren. Eine Schicht in dem genannten Bereich hat genügend flexibles Material, um mechani- sehe Spannungen aufzufangen.The thickness of the flexible, thermally conductive layer according to the invention may be in a range of> 0.9 mm to ≦ 1.2 mm. Such layer thicknesses can be easily realized by common application methods. A layer in said area has enough flexible material to absorb mechanical stresses.
Weiterhin kann die Reißdehnung der erfindungsgemäßen flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht 70% betragen. Solch eine hohe Reißdehnung ist günstig, wenn die Bauelemente der rotierenden elektrischen Maschine Scherbelastungen ausgesetzt werden, wie sie beispielsweise im Betrieb eines Fahrzeugs auftreten kön¬ nen .Furthermore, the elongation at break of the flexible, heat-conductive layer according to the invention can be 70%. Such a high one Elongation at break is advantageous if the components of the rotating electrical machine are subjected to shear stresses, such as for example occur during operation of a vehicle NEN ¬ Kgs.
Ebenfalls kann die Glasübergangstemperatur Tg der erfindungsgemäßen flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht 20 0C betragen. Somit weist die Schicht bei den Betriebstemperaturen der ro¬ tierenden elektrischen Maschine ein gummielastisches Verhal- ten auf und kann dadurch mechanische Spannungen und Vibratio¬ nen reduzieren.Likewise, the glass transition temperature T g of the flexible, thermally conductive layer 20 according to the invention may be 0 ° C. Thus, the layer at the operating temperatures of ro ¬ tierenden electric machine on a rubber elastic behavior on th and can thereby reduce mechanical stresses and Vibratio ¬ nen.
Unterhalb der Glasübergangstemperatur kann die erfindungsgemäße wärmeleitfähige Schicht einen Ausdehnungskoeffizienten von 55 ppm aufweisen. Obwohl die Schicht somit im energie¬ elastischen Bereich vorliegt, können trotzdem durch Abkühlen der rotierenden elektrischen Maschine hervorgerufene mechanische Spannungen, reduziert werden. Dieses ist von Vorteil, wenn die Maschine sich in einem kalten Medium, beispielsweise Wasser, befindet und nicht kontinuierlich betrieben wird.Below the glass transition temperature, the heat-conductive layer according to the invention may have an expansion coefficient of 55 ppm. Thus, although the layer is present in the energy-¬ elastic range, can still be reduced by cooling the rotary electric machine induced mechanical stresses. This is advantageous when the machine is in a cold medium, such as water, and is not operated continuously.
Oberhalb der Glasübergangstemperatur kann die erfindungsgemäße wärmeleitfähige Schicht einen Ausdehnungskoeffizienten von 150 ppm aufweisen. Wenn die Schicht somit im gummielastischen Bereich vorliegt, kann sie noch besser durch unterschiedli¬ ches Ausdehnungsverhalten der einzelnen Komponenten der rotierenden elektrischen Maschine verursachte mechanische Span¬ nungen reduzieren.Above the glass transition temperature, the thermally conductive layer according to the invention may have an expansion coefficient of 150 ppm. When the layer is thus present in the rubber-elastic range, it can better reduce ¬ voltages caused by differing ¬ ches expansion behavior of the individual components of the rotary electric machine mechanical clamping.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die flexible, wärmeleitfähige Schicht auf der äußeren Oberfläche eines integrierten Inserts und/oder auf der äußeren Oberfläche der elektrischen Leiterwicklung angeordnet. Neben einer verbesserten Wärmeableitung kann so auch eine Druckentlastung des Inserts und/oder der elektrischen Leiterwicklung erreicht werden, wenn sich der Gießharzfüllkörper beim Erwärmen ausdehnt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Gießharz im Gießharzkörper eine Glasübergangstemperatur von > -100 0C bis ≤ 250 0C, bevorzugt > -50 0C bis ≤ 150 0C, mehr bevorzugt > 0 0C bis ≤ 100 0C, noch mehr bevorzugt > 4 0C bis ≤ 80 0C auf. Gießharze mit solchen Glasübergangstemperaturen weisen durch den leichteren Abbau innerer Spannungen ein günstiges Rissverhalten auf, was der Materialermüdung entgegenwirkt. Solche Glasübergangstemperaturen ermöglichen auch Anwendungen in kaltem Wasser und in großer Tiefe, da Wasser bei 4 0C die höchste Dichte auf¬ weist und daher in die Tiefe sinkt.In a further preferred embodiment of the present invention, the flexible, thermally conductive layer is disposed on the outer surface of an integrated insert and / or on the outer surface of the electrical conductor winding. In addition to improved heat dissipation, a pressure relief of the insert and / or the electrical conductor winding can be achieved as well when the Gießharzfüllkörper expands during heating. In a further preferred embodiment of the present invention, the casting resin in the cast-resin has a glass transition temperature of> -100 0 C to ≤ 250 0 C, preferably> -50 0 C to ≤ 150 0 C, more preferably> 0 0 C to ≤ 100 0 C. , even more preferably> 4 0 C to ≤ 80 0 C on. Casting resins with such glass transition temperatures have a favorable cracking behavior due to the easier removal of internal stresses, which counteracts material fatigue. Such glass transition temperatures also allow applications in cold water and at great depth, since water at 4 0 C has the highest density ¬ and therefore decreases in depth.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Tragkörper ein den Stator umfassendes Gehäuse. Diese konstruktive Kombination ermöglicht es, dieIn a further preferred embodiment of the present invention, the support body is a housing comprising the stator. This constructive combination allows the
Wärme, welche am Wickelkopf des Stators entsteht, großflächig und rasch an die Umgebung weiterzuleiten.Heat, which is generated at the winding head of the stator, large and quickly forward to the environment.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer erfin- dungsgemäßen rotierenden elektrischen Maschine zur Gewinnung von elektrischer oder mechanischer Energie. Hierunter ist zu verstehen, dass die rotierende elektrische Maschine sowohl als Elektromotor als auch als Stromgenerator ausgestaltet sein kann und gleichzeitig immer noch die Vorteile der erfin- dungsgemäß aufgebauten Einrichtungen zum Entwärmen der Wickelköpfe des Stators genutzt werden können.The invention further relates to the use of a rotary electric machine according to the invention for obtaining electrical or mechanical energy. This is to be understood that the rotating electrical machine can be configured both as an electric motor and as a power generator and at the same time still the advantages of the inventively constructed devices for warming the winding heads of the stator can be used.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird anhand der nachstehenden Figuren 1 und 2 und dem Ausführungsbeispiel 1 näher erläutert.The object of the present invention will be explained in more detail with reference to the following Figures 1 and 2 and the embodiment 1.
Fig. 1 zeigt den Wickelkopf des Stators eines erfindungsgemä¬ ßen Elektromotors.Fig. 1 shows the winding head of the stator of an inventive ¬ Shen electric motor.
Fig. 2 zeigt den Wickelkopf des Stators eines erfindungsgemä¬ ßen Elektromotors mit einer zusätzlichen Beschichtung an der Wicklung. Fig. 1 zeigt den Wickelkopf des Stators eines erfindungsgemä¬ ßen Elektromotors (1) . Ein Gießharzformstoff (2) umgibt eine Wicklung (3) eines Stators am Statorkopf. Eine flexible, wär- meleitfähige Schicht (4) verbindet den Gießharzformstoff (2) und den als Blechpaket ausgestalteten Feststoffkörper (5) beziehungsweise das Gehäuse (6).Fig. 2 shows the winding head of the stator of an electric motor according to the invention ¬ SEN with an additional coating on the winding. Fig. 1 shows the winding head of the stator of an inventive ¬ Shen electric motor (1). A cast resin molding material (2) surrounds a winding (3) of a stator on the stator head. A flexible, heat-conductive layer (4) connects the casting resin molding material (2) and the solid body (5) or the housing (6) designed as a laminated core.
Fig. 2 zeigt einen weiteren Wickelkopf des Stators eines er¬ findungsgemäßen Elektromotors (7). Ein Gießharzformstoff (2) umgibt eine Wicklung (3) eines Stators am Statorkopf. Eine flexible, wärmeleitfähige Schicht (4) verbindet den Gießharz¬ formstoff (2) und den als Blechpaket ausgestalteten Fest¬ stoffkörper (5) beziehungsweise das Gehäuse (6). Weiterhin umhüllt die flexible, wärmeleitfähige Schicht (4) teilweise die Wicklung (3) eines Stators am Statorkopf.FIG. 2 shows a further winding head of the stator of an electric motor (7) according to the invention. A cast resin molding material (2) surrounds a winding (3) of a stator on the stator head. A flexible, thermally conductive layer (4) connects the cast resin ¬ molding material (2) and designed as a laminated core Fest ¬ material body (5) or the housing (6). Furthermore, the flexible, thermally conductive layer (4) partially envelops the winding (3) of a stator on the stator head.
Ausführungsbeispiel 1: flexible, wärmeleitfähige SchichtEmbodiment 1: flexible, thermally conductive layer
Figure imgf000011_0001
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Es werden nachfolgend die Messmethoden beschrieben, die zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung Verwendung finden:The methods of measurement used to explain the present invention are described below:
1. Elastizitätsmodul: wird als Zug-Elastizitätsmodul nach ISO 527 bestimmt und in MPa ausgedrückt. 2. Wärmeleitfähigkeit: wird nach ISO 8894 bestimmt und in W/m K ausgedrückt .1. Modulus of elasticity: is determined as tensile modulus of elasticity according to ISO 527 and expressed in MPa. 2. Thermal conductivity: determined according to ISO 8894 and expressed in W / m K
3. Reißdehnung: wird nach ISO 527 bestimmt und in % ausge- drückt .3. Elongation at break: determined according to ISO 527 and expressed in%.
4. Glasübergangstemperatur: wird nach ISO 6721 bestimmt und in 0C ausgedrückt.4. Glass transition temperature: determined according to ISO 6721 and expressed in 0 C
5. Ausdehnungskoeffizient: wird nach ISO 11359 bestimmt und in parts per million (ppm) ausgedrückt. 5. Coefficient of expansion: determined to ISO 11359 and expressed in parts per million (ppm).

Claims

Patentansprüche claims
1. Rotierende elektrische Maschine mit einem mit Wicklungen versehenen Stator, dem ein Tragkörper und/oder ein Feststoff- körper aus Metall zugeordnet sind, wobei mindestens einem Wi¬ ckelkopf der Statorwicklungen eine Wärmebrücke zugeordnet ist, welche einen wärmeleitfähigen, den Wickelkopf einbettenden Gießharzkörper umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die¬ jenigen Oberflächen des Tragkörpers und/oder des Feststoff- körpers aus Metall, welche dem Gießharzkörper zugewandt sind, mit diesem zumindest teilweise durch eine Schicht aus einem flexiblen, wärmeleitfähigen Material verbunden sind.1. A rotating electric machine with a provided with windings stator, to which a supporting body and / or a solid are body-associated made of metal, wherein at least one Wi ckelkopf of the stator windings is associated ¬ a thermal bridge comprising a thermally conductive, the winding head embedding cast resin, characterized in that the ¬ those surfaces of the support body and / or the solid body made of metal, which are facing the Gießharzkörper, with this at least partially connected by a layer of a flexible, thermally conductive material.
2. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das Elastizitätsmodul der flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht2. Rotary electric machine according to claim 1, wherein the modulus of elasticity of the flexible, heat-conductive layer
> 1 MPa bis ≤ 200 MPa, bevorzugt > 3 MPa bis ≤ 150 MPa, mehr bevorzugt > 5 MPa bis ≤ 50 MPa beträgt.> 1 MPa to ≤ 200 MPa, preferably> 3 MPa to ≤ 150 MPa, more preferably> 5 MPa to ≤ 50 MPa.
3. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An- Sprüche, wobei die Wärmeleitfähigkeit der flexiblen, wärme¬ leitfähigen Schicht > 0.1 W/m K bis ≤ 500 W/m K, bevorzugt3. Rotary electric machine according to one of the preceding claims, wherein the thermal conductivity of the flexible, heat ¬ conductive layer> 0.1 W / m K to ≤ 500 W / m K, preferably
> 0.2 W/m K bis ≤ 200 W/m K, mehr bevorzugt > 0.5 W/m K bis ≤ 50 W/m K beträgt.> 0.2 W / m K to ≤ 200 W / m K, more preferably> 0.5 W / m K to ≤ 50 W / m K.
4. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An¬ sprüche, wobei das Material der flexiblen, wärmeleitfähigen Schicht ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Ethy- len/Propylen-Copolymer, Ethylen/Propylen/nichtkonjugiertes Dien-Terpolymer, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien-Copolymer, hydriertes ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien-Copolymer, ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien/ethylenisch ungesättigtes Monomer- Terpolymer, hydriertes ungesättigtes Nitril/konjugiertes Dien/ethylenisch ungesättigtes Monomer-Terpolymer, Sty- rol/konjugiertes Dien-Copolymer, hydriertes Sty- rol/konjugiertes Dien-Copolymer, Polyisopren, Naturgummi, Po- lybutadien, Silikongummi, Epoxidharze, ungesättigte Polyes- terharze (UP-Harze) , Polyurethanharze, Acrylharze, Silikon¬ harze und/oder Oxazoldinon-modifizierte Epoxidharze.4. Rotary electrical machine according to one of the preceding claims ¬, wherein the material of the flexible, thermally conductive layer is selected from the group comprising ethylene / propylene copolymer, ethylene / propylene / nonconjugated diene terpolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, unsaturated nitrile / conjugated diene copolymer, hydrogenated unsaturated nitrile / conjugated diene copolymer, unsaturated nitrile / conjugated diene / ethylenically unsaturated monomer terpolymer, hydrogenated unsaturated nitrile / conjugated diene / ethylenically unsaturated monomer terpolymer, styrene / conjugated diene copolymer , hydrogenated styrene / conjugated diene copolymer, polyisoprene, natural rubber, polybutadiene, silicone rubber, epoxy resins, unsaturated polyes- terharze (UP resins), polyurethane resins, acrylic resins, silicone ¬ resins and / or oxazoledinone-modified epoxy resins.
5. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An- Sprüche, wobei die mittlere Dicke der flexiblen, wärmeleitfä- higen Schicht > 0.1 mm bis ≤ 10 mm, bevorzugt > 0.3 mm bis ≤ 7 mm, mehr bevorzugt > 0.4 mm bis ≤ 5 mm, noch mehr bevorzugt > 0.5 mm bis ≤ 2 mm beträgt.5. Rotary electric machine according to one of the preceding claims, wherein the average thickness of the flexible, heat conductive layer> 0.1 mm to ≤ 10 mm, preferably> 0.3 mm to ≤ 7 mm, more preferably> 0.4 mm to ≤ 5 mm , more preferably> 0.5 mm to ≤ 2 mm.
6. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An¬ sprüche, wobei die flexible, wärmeleitfähige Schicht zusätz¬ lich Fasern, starre Gewebeeinlagen, flexible Gewebeeinlagen und/oder Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe umfassend Krei¬ de, Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxid-Trihydrat aufweist.6. A rotating electric machine claims to any of the preceding An ¬, wherein the flexible, heat conductive layer zusätz ¬ Lich fibers, rigid fabric plies, flexible fabric inserts and / or fillers selected from the group comprising Krei ¬ de, alumina and / or alumina trihydrate having ,
7. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An¬ sprüche, wobei die flexible, wärmeleitfähige Schicht auf der äußeren Oberfläche eines integrierten Inserts und/oder auf der äußeren Oberfläche der elektrischen Leiterwicklung ange- ordnet ist.7. A rotating electric machine according to claims one of the preceding An ¬, wherein the flexible, thermally conductive layer on the outer surface of an integrated insert and / or assigns reasonable on the outer surface of the electrical conductor winding.
8. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An¬ sprüche, wobei das Gießharz im Gießharzkörper eine Glasübergangstemperatur von > -100 0C bis ≤ 250 0C, bevorzugt > -50 0C bis ≤ 150 0C, mehr bevorzugt > 0 0C bis ≤ 100 0C, noch mehr bevorzugt > 4 0C bis ≤ 80 0C aufweist.8. A rotating electric machine claims to any of the preceding An ¬, wherein the casting resin in the cast-resin has a glass transition temperature of> -100 0 C to ≤ 250 0 C, preferably> -50 0 C to ≤ 150 0 C, more preferably> 0 0 C to ≤ 100 0 C, even more preferably> 4 0 C to ≤ 80 0 C.
9. Rotierende elektrische Maschine nach einem der vorigen An¬ sprüche, wobei der Tragkörper ein den Stator umfassendes Ge- häuse ist.9. A rotating electric machine according to claims one of the preceding An ¬, wherein the supporting body is a comprehensive overall the stator housing.
10. Verwendung einer rotierenden elektrischen Maschine nach einem der vorigen Ansprüche zur Gewinnung von elektrischer oder mechanischer Energie. 10. Use of a rotary electric machine according to one of the preceding claims for the production of electrical or mechanical energy.
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