CN108475968A - 具有冷却介质分配元件的组装的中空转子轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电机的转子的组装的中空转子轴，转子绕纵向轴线旋转，所述中空转子轴包括围绕轴腔的筒形壳及设置在筒形壳两端的端部凸缘，其中，轴颈定位在每个端部凸缘上，并且其中，在端部凸缘中的一个端部凸缘中、特别地在其轴颈中设置有入口，冷却介质可以经由入口被引导到轴腔中并引导至筒形壳的内表面，其中，轴腔内部设置有垂直于纵向轴线对称的冷却介质分配元件，冷却介质分配元件通过接纳区域接纳经由入口进入的冷却介质、通过导离区域将冷却介质朝向筒形壳的内表面引导、并且通过排放区域将所述冷却介质排放到内表面上。本发明还涉及具有根据上述类型的中空转子轴的转子，中空转子轴装配有层压芯，并且涉及具有上述类型的转子的电机。

Description

具有冷却介质分配元件的组装的中空转子轴

技术领域

本发明涉及一种用于电机的绕纵向轴线旋转的转子的组装的中空转子轴，中空转子轴包括围绕轴腔的筒形罩以及设置在筒形罩的两侧的端部凸缘，其中，在端部凸缘上的每个端部凸缘上均定位有轴颈安装部，并且其中，在端部凸缘中的一个端部凸缘中、特别地在所述一个端部凸缘的轴颈中设置有入口，冷却介质可以经由入口而被引导到轴腔中并且被引导到筒形罩的内表面上。

背景技术

基本上，已知的是具有层压件的用于电机的组装转子：所述层压件设置在组装转子上并且被组合以例如形成层压组件。所述转子例如用于异步电机或永久励磁的同步电机中。如已知的，由于转子中的电磁活动以及发生在其他重量优化的支撑部件中的热传递，电机在运行期间被较大程度地加热。电机的加热不利地导致电机效率的降低。为了增大电机的功率并且特别地为了优化电机的效率，以已知的方式集成有冷却系统。基本上已知冷却系统、特别是用于液体冷却的冷却系统的不同构思。所述液体冷却在此与特定的转子设计相关联，该特定的转子设计例如使用特殊的冷却剂引导结构。其他构思还需要多个另外的部件，所述多个另外的部件不仅影响转子的设计而且还影响整个电机及其接合部件的设计。

此外，用于将冷却介质引导并分配至热传递表面的各种解决方案也被认为是基本上已知的，其中，所述解决方案可能不利地包括冷却剂在通道或孔中的完全引导，所述引导被构造成在整个轴向和径向范围内的强制引导。所述强制引导由于流动阻力而导致高压力损失，并且因此冷却剂泵变得必要，特别是在包括方向与离心力相反的流的情况下。另外，所述构思的使用由于存在多个孔、特别是多个轴向钻孔而特别复杂。

例如，CH 337267公开了一种具有中空轴的电机，在电机中，转子的整个腔必须填充有液体以实现冷却液体与转子罩的充分相互作用以及良好的热传递。然而，已经证明，以这种方式无法移除足够的热量。US 3 809 933 A也描述了一种冷却式电机。在这种情况下，冷却介质经由管而被引导到中空转子轴的内部，并且经由漏斗状件而被排放到中空转子轴的筒形罩的内表面上。与中空转子轴一起旋转的漏斗状件被固定在一侧并且沿纵向轴线的方向仅延伸直至中空转子轴的一半。因此，互连的不同的大容积部对于被引入到中空转子轴腔中的冷却介质是可用的。在此产生轴向平衡流，该轴向平衡流与切向气流叠加，使得冷却介质被夹带在壁附近的区域中。因此，在转子轴的设置或形成有漏斗状件的一半中，引起冷却介质的不均匀分配。

为了降低体积要求，基本已知的是选择为冷却剂提供具有小横截面的管线。然而，这种小的通孔几乎不会减小待冷却的中空转子轴的重量。另外，由于任何情况下都较小的表面，冷却剂仅可以在很小程度上到达待冷却的部件、特别是变得尤其热的层压组件。冷却剂通常仅润湿被加热表面上的较小表面，而不是广泛地分布在整个外周上。

另一方面，可能的是，对于中空转子轴中较大的管线横截面和腔，不仅可以获得用于传递热的较大表面，并且还可以特别地获得轻重量构型。然而，在中空筒形件在运行期间必须几乎完全填充有冷却剂的情况下，这是不利的，这增加了对冷却剂的需求并且进而导致移动质量的增加，特别地意在借助于轻重量构型来避免该情况。

考虑到流体力学，这可能导致中空转子轴的不均匀且因此不充分的冷却，并且因此导致整个电动马达的不均匀且因此不充分的冷却。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于电机的转子的组装的中空转子轴，中空转子轴可以以简单且成本有效的方式制造并且允许对转子进行全面且有效的冷却。另外，目的是提出一种对应的转子和对应的电机。

这些目的通过具有根据权利要求1所述的特征的中空转子轴、具有根据权利要求11所述的特征的转子和具有根据权利要求12所述的特征的电机来实现。本发明的其他特征和细节从从属权利要求、说明书和附图显现。结合根据本发明的中空转子轴描述的特征和细节在此当然也适用于与根据本发明的转子和根据本发明的电机结合，并且在每种情况下反之亦然，并且因此就本公开而言，总是且总是能够互相地参考本发明的各个方面。

根据本发明的用于电机的绕纵向轴线旋转的转子的组装的中空转子轴包括：围绕轴腔的筒形罩以及设置在筒形罩的两侧的端部凸缘，其中，轴颈定位在端部凸缘中的每个端部凸缘上。在端部凸缘中的一个端部凸缘中、特别地在所述一个端部凸缘的轴颈中设置有入口，冷却介质可以经由该入口而被引导到轴腔中并且被引导到筒形罩的内表面上。在轴腔内设置有冷却介质分配元件，所述冷却介质分配元件垂直于旋转轴线对称地形成并且所述冷却介质分配元件设计成使得：经由入口进入的冷却介质可以经由冷却介质分配元件的接纳区域而被接纳、可以经由冷却介质分配元件的移除区域而沿筒形罩的内表面的方向被引导、并且可以经由冷却介质分配元件的排放区域而被排放到筒形罩的内表面上。因此，有利的是，冷却介质分配元件在中空转子轴的轴腔中设置在中空转子轴的入口的紧后面，并且所述冷却介质分配元件接纳经由入口进入的冷却介质、推进并分配所述冷却介质、并且在预定点将所述冷却介质释放到轴腔中且在那里将所述冷却介质排放到所述筒形罩的内表面上。

冷却介质分配元件的移除区域——该移除区域有利地旋转对称地形成、特别地关于纵向轴线对称地形成——在此首先用于避免不平衡、并且其次用于将冷却介质沿筒形罩的内表面的方向径向向外地引导或导引、并且用于冷却介质沿着筒形罩的整个内表面的均匀分配。特别地，冷却介质分配元件的对称几何结构有利地由于由流体力学所获知的流动行为、沿着静止或不动的壁的移动流体、或者移动壁上的不动或静止的流体而允许例如以液体或气态流体的形式存在的冷却介质的均匀且全面的分配。这意味着：已经设定成处于运动中的流体在撞击静止壁——比如例如静止的筒形罩——时由于在壁表面上产生静态摩擦力而不具有任何速度且因此在所述壁上没有任何流动行为。因此，移动流体的运动由壁制动。由于减小的静摩擦力，产生流体的速度及因此的流体的流动行为并且其随着移动流体距静止壁的距离的增大而增大。当存在相反的情况时，即，当待冷却的壁处于运动中、例如处于绕对应的旋转轴线的旋转运动中并且流体不具有任何速度时，由于产生的静摩擦力，在壁附近的区域中，流体开始产生速度，即，流体被夹带。考虑到流体力学，在电机的待冷却的转子的中空转子轴的情况下，系统将相应地力图设定均衡状态并因此使不同的速度梯度均衡——移动中空转子轴的壁并且流体由于被引入到轴腔中而被设定成处于运动中。冷却介质有利地被夹带在设置在轴腔内的所有部件上、比如特别地被夹带在冷却介质分配元件上。因此，冷却介质被设定成以与在冷却介质分配元件的表面上相同的方式沿着筒形罩的内表面运动。因此，利用特别地可以通过以旋转地对称且关于纵向轴线对称的方式构造冷却介质分配元件而实现的轴腔内的均衡的壁分布，冷却介质沿着中空转子轴的筒形罩的内表面均匀地分配——至少在沿纵向轴线的方向观察时是这样的——并且因此所述内表面被均匀地润湿。移除区域有利地由薄壁材料制成、特别地由塑性材料或金属片材制成。

这样冷却介质也沿着筒形罩的内表面沿中空转子轴的周向方向均匀地分配，有利地利用排放区域。冷却介质分配元件的排放区域用于将冷却介质排放到筒形罩的内表面上。在此有利地使用转子的动能以及因此中空转子轴的动能来输送冷却介质。因此，由离心力驱动的冷却介质运输从转子轴线朝向热交换的位置行进。有利地经由设置在筒形罩中或设置在端部凸缘的外部区域中的开口来进行冷却介质从轴腔的排放。除了对内表面、特别是中空转子轴的筒形罩的内表面进行完全冲洗以外，用冷却介质对待冷却的表面进行润湿也是有利的。

中空转子轴有利地包括大容积轴腔，其中，在本发明的上下文内，大容积轴腔被认为是下述腔：在该腔中，轴腔的直径与轴颈的直径(特别是支承部的直径)之比大于1.5、有利地大于2。

由于低的温度，可以实现转子的更高功率、特别是在限定的部件限制温度下实现转子的更高功率，由此引起电机的改善的功率重量比或输出量。通过本发明，转子的轻重量构型-取向的构思因此可以使得使用很少的冷却介质且可以实现特别有效的冷却。在此特别有利的是，无论冷却介质含量如何，待旋转的质量保持较小。

冷却介质分配元件的特别的优点是：仅需对组装的转子或组装的中空转子轴进行微小的结构修改，即可实现冷却构思。另外的冷却介质分配元件可以经由简单的连接几何形状件而连接至转子和供给管线，由此提供了具有最少数目的额外的部件的简单的冷却系统构型。本发明可以特别有利地在多部件、组装的轻重量型中空转子轴的情况下实现。

在少量的冷却介质及因此较小的容积流量的情况下，有利的是，仅整个轴腔的大部分被穿过，使得仅轴腔的筒形罩的对于热交换而言必需的内表面被润湿。当冷却介质撞击待被冷却的表面时，在此已经发生了冷却介质的全面作用或用冷却介质进行的润湿。因此，尽管冷却介质的量很少，冷却介质及其在壁上的发热位置处的直接润湿或作用也有助于最佳地去除热量。

由于已冷却的部件，整个电机的可用功率有利地进一步增大并且冷却对加速行为的影响最小化。另一优点在于下述事实：冷却——特别有利的是液体冷却——仅仅与对转子的微小结构修改相关联，并且甚至可以实现为需要最少额外费用的结构套件解决方案。

以有利的方式，冷却介质分配元件将轴腔对称地划分开。因此，在轴腔内，在对称轴线的两侧形成有在几何学上彼此尺寸相同的两个区域部分，所述两个区域部分作为旋转横截面有利地确保了对应的相同的速度以及包含在中空转子轴中的空气量的相同的压力比。由此有效地避免了用冷却介质润湿壁的损害均等分配的影响。在本发明的上下文内，对称轴线垂直于中空转子轴的纵向轴线延伸并且将轴腔分成彼此尺寸相同的两部分。因此，冷却介质分配元件特别有利地沿着对称轴线对称地延伸且还沿着中空转子轴的纵向轴线对称地延伸。

在本发明的上下文内，可以设想的是，冷却介质分配元件包括球状设计。在这种情况下，所述球状设计有利地为球形或蛋形。当存在球状设计的冷却介质分配元件或球状设计的冷却介质分配元件的移除区域的不同地形成的尺寸或外周时，最大的外周有利地沿着纵向轴线延伸，即，轴向地延伸。

此外，可以设想的是，冷却介质分配元件在轴腔内从端部凸缘中的一个端部凸缘延伸直至端部凸缘中的另一端部凸缘。当沿轴向方向观察时，冷却介质分配元件的移除区域有利地完全在轴腔内沿着轴腔的整个长度延伸。通过这种方式，当沿轴向方向观察时，冷却介质沿着筒形罩的壁表面的运动可以有利地在筒形罩的整个长度上进行。为了接纳冷却介质并沿着移除区域、特别是沿着移除区域的内表面输送冷却介质，冷却介质引导元件具有接纳区域，该接纳区域有利地至少部分地在端部凸缘中的一个端部凸缘内的部段中延伸、特别地在端部凸缘中的一个端部凸缘内的入口内延伸或沿着该入口延伸。接纳区域被引入到端部凸缘的入口中，使得所述接纳区域同时还用作支承件以将冷却介质引导元件至少安装在中空转子轴的入口侧——冷却介质在该入口侧处被引入中空转子轴中——并且以有利地将所述冷却介质引导元件连接至中空转子轴从而与中空转子轴一起旋转。

冷却介质分配元件可以包括安装区域，该安装区域用于将冷却介质分配元件安装在与具有入口的端部凸缘相反地设置的端部凸缘上。因此，冷却介质引导元件有利地被支撑或安装在两侧、特别是中空转子轴的端部凸缘上。通过这种方式，避免了因冷却安装分配元件在轴腔内的不利安装而引起的意外发生的不平衡。另外，可以避免使用另外元件，例如支撑销可能导致的对冷却介质的分布的负面影响。所述安装还避免了在转子的内径处和在冷却介质分配元件的移除区域的外径处的精确配合公差，并且避免了在冷却介质的出口区域处、特别是排放区域处的横截面过窄。

此外，可以设想的是，排放区域形成在移除区域的轴向范围的中央部中。这有利地导致下述事实：冷却介质在撞击筒形罩的内表面之后在两个方向上——沿着纵向轴线——均匀地分配。这意味着，在此刻、特别是在中空转子轴旋转时排放的冷却介质实际上被均匀地分配至筒形罩的内表面上的两侧。

同样地，排放区域可以形成在移除区域的最大径向范围的区域中。如果最大径向范围例如在沿径向方向观察时偏心地形成，或者如果所述最大范围沿着轴向延伸的纵向轴线在另一区域上延伸，则排放区域在沿轴向方向观察时也相应地偏心地形成，使得所述排放区域处于以下状态：所述排放区域相对于两个端部凸缘中的一个端部凸缘的间隔比所述排放区域相对于所述两个端部凸缘中的另一个凸缘的间隔小。分给区域的这种偏心布置或设计例如导致借助于冷却介质沿着纵向轴线的在中空转子轴的内表面上的限定且特定的、特别是预期的不均匀作用。特别地，冷却介质流在中空转子轴的下述区域中增大：在该区域中，分给区域位于距端部凸缘较小的距离处。这在下述情况下是特别有利的：例如除了对中空转子轴或转子进行冷却以外，还意在借助于所引入的冷却介质对安装中空转子轴的轴承或者所述轴承的一部分进行冷却。

就冷却介质向筒形罩的内表面上的良好传递以及冷却介质的均匀分配而言，至少冷却介质分配元件的排放区域可以处于距筒形罩的内表面的较小距离处。

对转子进行充分的冷却需要将冷却介质充分地排放到筒形罩的内表面上，并且因此排放区域必须具有足够数目的贯通开口以确保冷却介质从冷却介质分配元件的移除区域的排放。为此，冷却介质分配元件的排放区域包括至少一个出口开口，特别有利地包括多个径向出口开口，所述多个出口开口以彼此等距离地分布的方式形成在冷却介质分配元件的外周上。

为了避免冷却介质仅局部地或点状地排放到筒形罩的内表面上情况——该情况导致冷却介质对内表面的不完全润湿——冷却介质分配元件有利地在其内表面上包括至少一个结构部，该结构部用于将冷却介质分配冷却介质分配元件的整个外周上。特别有利的是，多个结构部用作形成或设置在冷却介质分配元件的内表面上、特别是冷却介质分配元件的移除区域中的内表面上的引导结构部和/或分配结构部。所述结构部可以设置成彼此等距离地间隔开。然而，也可以设想的是，所述结构部具有包括在冷却介质分配元件的内表面上彼此距离不同的布置。借助于至少一个结构部，冷却介质在冷却介质分配元件的整个角度范围、特别是约360°范围内的(均等)分布有利地使得冷却介质分配元件将冷却介质沿着中空转子轴的筒形罩的内表面轴向地且周向地均等分配。

一个或更多个结构部有利地是在冷却介质分配元件的腔的方向上的凸形设计。因此，至少一个结构部由此没有形成尖锐的边缘。

此外，可以设想的是，入口由多个入口通道形成，多个入口通道均等地分布在轴颈的外周上并且在冷却介质分配元件的接纳区域中打开。通过旋转及所产生的离心力并且还有利地通过移除表面上的结构部，经由这些入口通道被以分开的流供应的冷却介质被均匀化。此外，除了根据本发明的冷却之外，还可以实现通过转子的对介质的进一步单独输送。对于所述介质输送，在中空转子轴内设置有导通元件，该导通元件特别地呈管部段的形式。可以设想的是，管部段从一个轴颈穿过腔突出至另一轴颈，由此使得可以形成组合布置，以利用通过中空转子轴的单独的介质输送进行转子一体式冷却。两个介质流可以被单独引入及移除，并且因此也可以针对不同的操作状态而被接通及切断。

冷却介质的移除可以有利地通过筒形罩中或端部凸缘中的开口来进行。特别有利的是，使用位于轴腔中的且待从轴腔移除的冷却介质以对围绕转子的定子线圈进行冷却。为此，在中空转子轴的筒形罩中设置有至少一个贯通开口，有利的是多个贯通开口，冷却介质在中空转子轴旋转时被从贯通开口沿径向方向移除，并且冷却介质润湿周围的定子。为了实现均匀的润湿，如果在筒形罩的边缘区域中的外周上分别以均等地分布的方式设置贯通开口，则是有利的。

同样，可以设想的是，形成在筒形罩的边缘区域中的贯通开口相对于形成在筒形罩的另一边缘区域中的贯通开口在外周上彼此偏离地设置。如前所述的的贯通开口在平分线上的布置具有这样的优点：当电动马达被切断时并且因此当中空转子轴静止时，积聚在中空转子轴的最低区域处的冷却介质由于重力而从轴腔流出。通过这种方式，还有利地避免了在电动马达的启动以及因此的转子的启动、特别是中空转子轴的启动期间发生不平衡。

经由各个入口通道的数目和直径以及在外周上径向分布的出口开口的数目和直径，可以调节冷却介质流以及转子中存在的冷却介质的量，并且因此可以控制冷却能力。

可以设想的是，转子在一端侧具有冷却介质供应装置，该冷却介质供应装置在一些情形下由多个供给管线构成并且设计为位于作为中空转子轴的一部分的部件中的中央轴向孔。供给管线有利地在冷却介质分配元件中打开，冷却介质分配元件直接起始于中空转子轴的中空筒形区域的径向范围。借助于这种布置，桥接了如作为典型的轻重量转子构型的急剧且极大地增大的横截面。在冷却介质被输送至冷却介质分配元件之后，由于转子的旋转和所产生的离心力以及冷却介质回路与转子周围之间的压力差，冷却介质被引导到组装的中空转子轴的筒形罩的内表面上。冷却介质在此实际上居中地撞击到所述内表面上。从冷却介质的入口至排放到内表面上的流体区段期间，所述冷却介质的居中引入及冷却介质的周向分布是冷却介质分配元件的任务。由于冷却介质的流入以及离心力，流的分布随后形成冷却介质并且将冷却介质在两侧径向向外地引导。冷却介质供给管线的数目和直径在此应当设计成使得：在尽可能少地消耗冷却介质的能量和容量的情况下实现有效的冷却。在此处，冷却介质分配元件通过力配合、实体与实体配合或形状配合而被连接至供给管线元件。

中空轴内的横截面的急剧增大确保了特别轻重量的构型以及可用于传递热的表面的显著增大。有利的是，冷却介质以定向的方式被引导到筒形罩的内表面上并且以特别紧密地沿着待冷却的有效层压组件的方式流动到那里。有利的是，并非整个轴腔都被冷却介质填充。相反，仅中空转子轴的筒形罩的内表面完全受到冷却介质的作用。冷却介质是借助离心力而被分配的。

通过使冷却介质在进入轴腔中时被直接输送到冷却介质分配元件上，实现了冷却剂的被降低至最小需要程度的强制引导。这降低了压力损失和流动阻力。因此，可以避免使用冷却剂泵。

此外，要求保护一种转子，该转子包括根据上述类型的中空转子轴并且配备有层压组件。根据本发明的转子导致了已经描述的根据本发明的第一方面的中空转子轴的所有优点。

本发明的另一方面是包括上述类型的转子的电机，该电机特别地是异步电机或永久励磁的同步电机。对于根据本发明的电机，可以有利地提高电机的效率和性能。此外，可以在所需的驱动功率不变的情况下制造具有更小构型的电机。还可以增大可用的过载持续时间。

附图说明

下面参照附图对根据本发明的中空转子轴的实施方式进行更详细地说明，在附图中，在每种情况下示意性地：

图1示出了具有球形冷却介质分配元件的根据本发明的组装的中空转子轴的实施方式的横截面图；

图2示出了根据本发明的组装的中空转子轴的被示出为图1中的截面的实施方式的立体图；

图3示出了具有蛋形冷却介质分配元件的根据本发明的组装的中空转子轴的另一实施方式的横截面图；

图4示出了根据本发明的组装的中空转子轴的被示出为图3中的截面的另一实施方式的立体图；

图5示出了具有圆筒形冷却介质分配元件的根据本发明的组装的中空转子轴的另一实施方式的横截面图；以及

图6示出了根据本发明的组装的中空转子轴的被示出为图5中的截面的另一实施方式的立体图。

具体实施方式

图1示意性地示出了具有球形冷却介质分配元件10或具有冷却介质分配元件10的球形移除区域12的根据本发明的组装的中空转子轴2的实施方式的横截面图。中空转子轴2是转子1的一部分，转子1包括设置在中空转子轴2上的层压组件6。层压组件6以已知的方式由多个层压件(未在此详细地示出)组成，多个层压件连结在一起以形成层压组件6。中空转子轴2具有筒形罩3和两个端部凸缘4、5，两个端部凸缘4、5连接至筒形罩3以由此形成轴腔H，轴腔H被至少部分地与外部封闭，并且冷却介质分配元件10设置在轴腔H内。在每种情况下，每个端部凸缘4、5均具有轴颈4.1或5.1，轴颈4.1或5.1至少能够用于例如安装转子1或将转子1连接至传动装置等。在此可以设想的是，在凹部——作为示例于附图标记5.2处示出——中形成有齿5.3、特别是内齿，内齿可以与待设置的部件的对应的外齿(未在此示出)相互作用。

在图1中所示的实施方式中，冷却介质分配元件10、特别是冷却介质分配元件10的移除区域12形成为球状、特别地为球形的。冷却介质分配元件10具有接纳区域11、移除区域12、排放区域13和支承区域14。接纳区域11用于接纳冷却介质K(示意性地示出为虚线)，冷却介质K经由形成在一个端部凸缘4中的入口7而被引入到冷却介质分配元件10的腔R中。接纳区域11以管道的形式至少在从移除区域12到入口7的部段中延伸并且因此至少在到中空转子轴2的端部凸缘4的轴颈4.1中的部段中延伸。接纳区域11的直径有利地小于冷却介质分配元件10的移除区域12的直径。接纳区域11有利地用作冷却介质分配元件10的开口、特别地用作冷却介质分配元件10的入口开口。与接纳区域11相反地，支承区域14形成为与移除区域12邻接。因此，移除区域12形成在接纳区域11与支承区域14之间。支承区域14有利地设计为突出部或凸起并且延伸到端部凸缘5的切口5.2中，端部凸缘5设置在筒形罩3的端侧上，该端侧与设置有包括入口7的另一端部凸缘4的端侧相反。冷却介质分配元件10沿着纵向轴线L延伸。将冷却介质分配元件10在几何上居中地划分的对称轴线S形成为垂直于纵向轴线L。冷却介质分配元件10形成为关于纵向轴线L对称且关于对称轴线S对称。因此，冷却介质分配元件10有利地形成为关于纵向轴线对称且关于对称轴线对称。冷却介质分配元件10的排放区域13以置于对称轴线S上的方式沿冷却介质分配元件10的周向方向上延伸。排放区域13具有多个出口开口15，多个出口开口15以沿冷却介质分配元件10的周向方向分布的方式彼此等距离地形成在冷却介质分配元件10的壁中。出口开口15用于将冷却介质K从冷却介质分配元件10的腔R排放到轴腔H中、特别地排放到中空转子轴2的筒形罩3的内表面3.1上。

冷却介质分配元件10有利地制造为由吹塑模制坯料制成的吹塑塑性部件。在此处，冷却介质分配元件10的接纳区域11特别有利地用作单个入口开口，该单个入口开口用于引入压力介质以将吹塑模制坯料扩张成其最终形态。借助于该方法，还可以在冷却介质分配元件10的内表面3.1上、特别是在冷却介质分配元件10的移除区域12的内表面3.1上制造出结构部16。

图1中所示的结构部16用作引导结构部或分配结构部并且形成在冷却介质分配元件10的内表面上、特别是移除区域12的内表面上。如以示例的方式示出的，结构部16具有V形设计，其中，在每种情况下，各个结构16的V分支部沿排放区域13的方向延伸。

具有比入口7的内径小的外径的管部段21延伸穿过入口7。这形成了彼此不同的入口通道19、20，其中，形成在管部段21的外周上的入口通道20具有比入口通道19的流动横截面小的流动横截面，入口通道19由管部段21的管通道形成。管部段21可以具有径向开口18，冷却介质K经由径向开口18而流出一个入口通道19并流入另一入口通道20中。

图2示出了设置有层压组件6的根据本发明的中空转子轴2的实施方式的在图1中所示的截面图的立体图。该视图示出了至少在冷却介质分配元件10的部段中的球状设计，冷却介质分配元件10的移除区域12具有球形的设计。接纳区域11和安装区域14设计为从移除区域12起始的延伸部。排放区域13具有多个出口开口15，多个出口开口15呈如图1和图2中所示的通孔，或者另外地呈长形孔或者类似形状的形态。出口开口15有利地沿着排放区域13中或移除区域12中的壁沿冷却介质分配元件10的周向方向分布，其中，排放区域13通过出口开口15的设计而形成。如根据图1和图2的实施方式中所示，出口开口15特别有利地以沿周向方向彼此等距离地分布的方式地设置。然而，也可以设想的是，出口开口15沿着移除区域12的外周不均匀地分布。

图3和图4示出了根据本发明的中空转子轴2的另一实施方式。该另一实施方式与图1和图2中所示的实施方式的不同之处在于：冷却介质分配元件10、特别是冷却介质分配元件10的移除区域12设计为呈蛋形旋转本体的形式、特别地设计为呈延长的旋转椭圆体的形式。冷却介质分配元件10的旋转轴线在此对应于中空转子轴2的旋转轴线并且因此对应于纵向轴线L。

此外，根据本发明的中空转子轴2的在图3和图4中所示的实施方式与图1和图2中所示的实施方式的不同之处在于：未将另外的部件，比如图1和图2中所示的管部段21引入到入口7中。因此，仅形成有一个入口通道19，冷却介质K通过入口通道19而被引入到冷却介质分配元件10的腔R中。冷却介质分配元件也不具有任何结构部16。

根据图3和图4的实施方式，冷却介质分配元件10的安装区域14具有开口，特别地，过量的冷却介质K通过该开口而被引导出冷却介质分配元件10的腔R。因此，可以设想的是，冷却介质K不仅可以经由出口开口15被引导出冷却介质分配元件10的腔R并进入中空转子轴2的轴腔H中，并且可以进一步从轴腔H经由贯通开口17而被引导至层压组件6或者电机的转子(未在此示出)。另外，还可能的是，可以经由端部凸缘5、特别地经由端部凸缘中的一个端部凸缘的轴颈5.1获得另外的冷却介质引导路径。在此，有利地利用端部凸缘4、特别是第一端部凸缘4来将冷却介质K引入到中空转子轴2中、特别地引入到冷却介质分配元件10中，同时另一端部凸缘5、特别是第二端部凸缘5用于将冷却介质K引导出中空转子轴2、特别地引导出冷却介质分配元件10。可以设想的是，经由第二端部凸缘5而被引导出的冷却介质K有利地用于对电机的定子进行冷却。为了清晰起见，未示出为此目的所需的冷却介质引导路径。

图5和图6示出了根据本发明的中空转子轴2的另一实施方式，该实施方式与图3和图4中所示的实施方式的不同之处在于：冷却介质分配元件10、特别是移除区域12包括成角度的旋转形式、特别是筒形形式、有利地是圆筒形形式。如图5和图6中所示，此处，可以在罩表面12.1与圆筒形移除区域12的端表面12.2之间形成斜面12.3。冷却介质分配元件10的尺寸有利地设定成使得冷却介质分配元件10几乎完全填充轴腔H。这意味着：可以设想的是，冷却介质分配元件10的腔R、特别是冷却介质分配元件10的移除区域12的腔R大于中空转子轴2的剩余轴腔H。

冷却介质分配元件10的几何设计不限于图1至图6所示的几何形状。相反地，可以设想适于允许冷却介质K沿着筒形罩3的内表面3.1均匀分布的任何几何形状。图1至图6中所示的实施方式的特征可以在彼此之间改变并且不限于限定的实施方式。例如，可以设想的是，图1和图2中示出的管部段21也可以用于根据图3至图6的实施方式的中空转子轴2的情况下。或者可以设想的是，作为示例，如图1和图2中示出的安装区域12同样可以包括如图3至图6中示出的开口22，其中，也可以设想的是，如图3至图6中示出的安装区域14设计成为封闭的，即，不具有开口22。

附图标记列表

1 转子

2 中空转子轴

3 筒形罩

3.1 筒形罩的内表面

4 (第一)端部凸缘

4.1 轴颈

5 (第二)端部凸缘

5.1 轴颈

5.2 切口

5.3 齿

6 层压组件

7 入口

10 冷却介质分配元件

11 接纳区域

12 移除区域

12.1 罩表面

12.2 端表面

12.3 斜面

13 排放区域

14 安装区域

15 出口开口

16 结构部

17 贯通开口

18 孔

19 入口通道

20 入口通道

21 管部段

22 开口

H 轴腔

K 冷却介质

L 纵向轴线

R 腔

S 对称轴线

Claims (15)

1.一种用于电机的转子(1)的组装的中空转子轴(2)，所述转子(1)绕纵向轴线(L)旋转，所述中空转子轴(2)包括围绕轴腔(H)的筒形罩(3)以及设置在所述筒形罩(3)的两侧的端部凸缘(4、5)，其中，在所述端部凸缘(4、5)中的每个端部凸缘上均定位有轴颈(4.1、5.1)，并且其中，在所述端部凸缘中的一个端部凸缘(4)中、特别地在所述一个端部凸缘(4)的所述轴颈(4.1)中设置有入口(7)，冷却介质(K)能够经由所述入口(7)而被引导到所述轴腔(H)中并且被引导到所述筒形罩(3)的内表面(3.1)上，

其特征在于，

在所述轴腔(H)内设置有冷却介质分配元件(10)，所述冷却介质分配元件(10)垂直于所述纵向轴线(L)对称地形成，并且所述冷却介质分配元件(10)经由接纳区域(11)接纳经由所述入口(7)进入的所述冷却介质(K)、经由移除区域(12)将所述冷却介质沿所述筒形罩(3)的所述内表面(3.1)的方向引导、并且经由排放区域(13)将所述冷却介质排放到所述内表面(3.1)上。

2.根据权利要求1所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述冷却介质分配元件(10)对称地划分所述轴腔(H)。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述冷却介质分配元件(10)至少部分地具有球状设计。

4.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述冷却介质分配元件(10)在所述轴腔(H)内至少从所述一个端部凸缘(4)延伸至另一个端部凸缘(5)。

5.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述冷却介质分配元件(10)包括安装区域(14)，所述安装区域(14)用于将所述冷却介质分配元件(10)安装在所述端部凸缘(5)上，所述端部凸缘(5)与具有所述入口(7)的所述端部凸缘(4)相反地设置。

6.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述排放区域(13)形成在所述移除区域(12)的轴向范围的中央部中。

7.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述排放区域(13)包括至少一个径向出口开口(15)，特别地是多个径向出口开口(15)，所述多个径向出口开口(15)在所述冷却介质分配元件(10)的范围内彼此等距离地形成。

8.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述冷却介质分配元件(10)在所述冷却介质分配元件(10)的内壁上包括至少一个结构部(16)以用于将所述冷却介质(K)分配在所述冷却介质分配元件(10)的整个范围内。

9.根据权利要求8所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述结构部(16)具有凸形设计。

10.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述入口(7)由多个入口通道(19、30)形成，所述多个入口通道(19、30)均匀地分布在所述轴颈的外周上并且在所述冷却介质分配元件(10)的所述接纳区域(11)中打开。

11.根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

所述筒形罩(3)包括至少一个贯通开口(17)，所述至少一个贯通开口(17)允许所述冷却介质(K)在所述中空转子轴(2)旋转时沿径向方向流动通过，并且允许润湿围绕所述转子(1)的定子。

12.根据权利要求11所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

在所述筒形罩(3)的外周上以均匀分布的方式形成有多个贯通开口(17)。

13.根据权利要求11和12中的任一项所述的中空转子轴(2)，其特征在于，

形成在所述筒形罩(3)的边缘区域中的贯通开口(17)相对于形成在所述筒形罩(3)的另一边缘区域中的贯通开口(17)在所述外周上彼此偏离地设置。

14.一种包括根据前述权利要求中的一项所述的中空转子轴(2)的转子(1)，所述转子(1)配备有层压件组件。

15.一种包括根据权利要求14所述的转子(1)的电机，所述电机特别地是异步电机或永久励磁的同步电机。