CN110036553B - 电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机的转子(1)。该转子(1)包括叠片式转子铁芯(6)；由铝压铸合金构成的填充体(5)，该填充体铸造到该叠片式转子铁芯(6)上；具有至少一个进气口(19)的第一轴颈(3)；具有至少一个出气口(20)的第二轴颈(4)；以及通风单元(18)，其中，该填充体(5)将该叠片式转子铁芯(6)在旋转意义上结合地连接至该第一轴颈(3)和该第二轴颈(4)。该叠片式转子铁芯(6)具有中心轴向孔(11)，该中心轴向孔部分地由该填充体(5)填充，使得用于冷却空气的轴向冷却通道(16)形成在该叠片式转子铁芯(6)的中心孔(11)内，其中，这些轴颈(3，4)驱动该通风单元(18)，并且其中，该通风单元(18)被设计用于经由该进气口(19)吸入空气流，将所述空气流输送穿过该轴向冷却通道(16)，并且经由该出气口(20)排出所述空气流。

Description

电机
本发明涉及一种用于电机的转子。
在所有功率等级的电机中，都会产生相当大量的热量，关于提高机器效率和关于延长电机的使用寿命，必须借助于冷却技术措施来散热。转子通常产生热损失，一部分热损失通过热传导和辐射穿过电机的转子与定子之间的气隙传递，并且从那里释放到电机的壳体。另一部分热损失可以经由转子轴传导到外部，其结果是转子轴的滚动轴承变热。
这种轴承热负载和在内圈与外圈之间产生的温差在轴承中导致高的接触应力，这阻碍了滚动运动并且可能导致剥离负载和材料疲劳。另外，由于这种轴承热负载，滚动轴承的润滑剂被热老化、分解或燃烧，并且改变其初始设定的特性。所有这些都会导致滚动轴承的使用寿命显著减少。
在许多使用情况下，例如在电动机中，转子温度高于电机的壳体中的轴承座的温度，外圈的操作温度低于内圈的温度。这导致轴承游隙减小，如果轴承游隙过多减小，则在轴承中导致高的预负载。轴承的、在操作期间发生的这种不期望的额外负载阻碍了所限定的滚动体的滚动并且导致剥离负载和材料疲劳，这可能导致轴承并且因此整个电机的过早失效。如果使用了轴承游隙比正常轴承游隙更大的轴承来补偿在操作游隙方面的这种热变化，则这可能对电机有不利影响，尤其是增加了转子轴的振动和更大的轴向公差，这对电机的操作特性有不利影响。
如果可以冷却转子轴或叠片式转子铁芯，则这可以对电机的操作特性和轴承安排的使用寿命有直接的积极影响。冷却叠片式转子铁芯可以特别有利地也对冷却转子轴作出相当大的贡献。通过冷却转子轴，可以减小相应轴承的内圈与外圈之间的较大温差，并且因此可以延长轴承的使用寿命。
DE 10 2009 012 324 A1披露了一种电机，该电机具有可旋转轴并且具有与轴连接的转子。为了改善电机的转子的冷却，轴具有沿轴的轴向方向延伸的空腔，其中，空腔被设置用于接纳制冷剂。此外，轴包括蒸发器单元和冷凝器单元，该蒸发器单元被安排在转子内部，该冷凝器单元被安排在转子外部，其中，冷凝器单元被设置用于冷凝制冷剂。根据DE10 2009 012 324 A1的电机允许在没有标准强制空气冷却的机器中通过轴热虹吸管消散电机的热损失。然而，这种电机就设备而言非常笨重且昂贵。
如果电机还具有封闭设计(封装)的外壳液体型冷却安排，则可能出现转子和绕组头几乎没有冷却的问题，从而限制了电机的性能并且存在由于温度的原因引起的转子轴的轴承失效的风险。
本发明所基于的目的是提供一种用于电机的转子，其中，该转子具有相对较低的质量惯性矩，并且使得转子的冷却成为可能，从而使得可以降低轴承平均温度和轴承内圈与轴承外圈之间的温差，以便获得更长的使用寿命并防止由于材料疲劳引起的失效。
该目的分别由专利独立权利要求的主题实现。从属权利要求、以下描述以及附图涉及有利的实施例。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于电机的转子。该转子包括叠片式转子铁芯；由铝压铸合金构成的填充体，该填充体铸造到该叠片式转子铁芯上；具有至少一个进气口的第一轴颈；具有至少一个出气口的第二轴颈；以及通风单元。该填充体将该叠片式转子铁芯在旋转意义上结合地连接至该第一轴颈和该第二轴颈。该叠片式转子铁芯具有中心轴向孔，该中心轴向孔部分地由该填充体填充，使得用于冷却空气的轴向冷却通道形成在该叠片式转子铁芯的中心轴向孔内。此外，这些轴颈驱动该通风单元，并且该通风单元被设计用于经由该进气口吸入空气流，将所述空气流输送穿过该轴向冷却通道，并且经由该出气口排出所述空气流。
具体地讲，轴向冷却通道和通风单元允许转子的主动开路通风，其中，可以产生循环空气流或气溶胶流，该循环空气流或气溶胶流尤其在转子内沿着转子被引导并且还可以冷却电机的其中可以安装转子的绕组头空间。
填充体尤其执行了在轴颈与叠片式转子铁芯之间传递扭矩的功能。为此目的，填充体可以铸造到叠片式转子铁芯上，其方式为使得填充体以强制锁定的形式连接至叠片式转子铁芯。此外，这些轴颈可以以强制锁定和非强制锁定的形式连接至填充体。以这种方式，轴-毂连接可以借助于铸造填充体、通过强制锁定和非强制锁定轴颈来实现。此外有利的是，可以省却连续的轴，并且替代地，可以通过两个轴颈来确保可传递的扭矩。
在车辆驱动器中，电动机的旋转和平移质量基本上确定了能量需求并且因此确定了电池尺寸，需要保持质量尽可能低。也就是说，电机的转子应配备有尽可能低的质量惯性矩。
根据本发明第一方面的转子的突出之处在于特别低的转动质量惯性矩。由于鼠笼式转子是旋转部件，因此转子特别轻的重量对于驱动效率具有特别的价值；这是因为通过这种设计，转子的转动质量惯性矩可以降低至少10％。此因素在操作行为的效率方面提供了重要的优势。为了实现这一点，根据本发明的转子具有结构，通过该结构，叠片式铁芯截面可以限于主动磁通引导的叠片式铁芯截面，其结果是可以显著减轻鼠笼式转子的重量并且减小所述鼠笼式转子的质量惯性矩。在这种情况下，叠片式转子铁芯内的中心轴向孔的直径可以被选择为特别大。然而，可以省却在转子轴和叠片式转子铁芯的有效叠片材料之间的叠片坯料的有效填充材料。
替代地，例如在将短路环和短路棒铸造到异步电机的转子的叠片式转子铁芯上的情况下，先前无效的叠片区的区域也可以至少部分地填充有熔体、尤其是轻金属合金(例如填充有压铸铝合金)，其结果是形成填充体。相比之下，在同步电机的情况下，通过铝压铸工艺，可以铸造填充体，同时可以固定永磁体。此处，为了固定永磁体，可以在铁芯的叠片中设置特殊通道。在同步电机的情况下，同样可以将转子支架安排在(挤压型材)在先前无效的叠片区的区域中。
在一个实施例中，该转子适用于同步电机形式的电机。此处，该叠片式转子铁芯形成有接纳通道，永磁体接纳在这些接纳通道中，其中，这些永磁体与这些接纳通道之间的自由空间由该填充体填充，使得这些永磁体借助于该填充体固定在这些接纳通道内。
在进一步的实施例中，该转子适用于异步电机形式的电机。此处，该转子还包括第一短路环、第二短路环、以及多个短路棒。该第一短路环由铝压铸合金构成，该第一短路环铸造到该叠片式转子铁芯上。该第二短路环同样由铝压铸合金构成，该第二短路环铸造到该叠片式转子铁芯上。此外，该多个短路棒由铝压铸合金构成，该铝压铸合金铸造到该叠片式转子铁芯的外壳表面的轴向凹槽中，使得这些短路棒在各自情况下与该第一短路环和该第二短路环连接。
在本实施例中，可以堆叠叠片式转子铁芯，其中，叠片式转子铁芯设置有用于短路棒的空腔或凹槽。叠片式转子铁芯中的凹槽形成通道，其中，压铸装置可以放置在叠片式转子铁芯的端部处，并且可以例如用穿过(该压铸装置中的)通路的铝压铸合金的熔体填充通道，其中，填充有固化熔体的通道形成鼠笼式转子的短路棒。
在这种情况下，可以进行铝压铸合金的铸造，使得短路棒和短路环不与填充体机械和电连接。此外，用于生产短路棒的铝压铸合金优选地是与用于生产第一短路环和第二短路环以及用于生产填充体的铝压铸合金相同。除了伴随压铸的一般优点外，本实施例还允许特别高的程度的功能性整合，也就是说，产生与轴颈的强制锁定和非强制锁定连接，并且同时减轻重量并且在生产转子的混合部件时降低成本。具体地讲，由于能够以分段设计生产转子的各个元件以便优化成本，因此提供了成本的降低。
在进一步的实施例中，通风单元包括螺旋输送部，其中，该螺旋输送部的驱动轴在旋转意义上结合地安装在该第一轴颈和该第二轴颈内，并且该螺旋输送部被安排在该轴向冷却通道内。
此外，该通风单元可以包括风扇叶轮叶片，这些风扇叶轮叶片集成到这些轴颈中。
此外，该通风单元可以包括轴流风扇叶轮插入件，其中，该轴流风扇叶轮插入件以强制锁定的方式在旋转意义上结合地连接至该填充体，并且该轴流风扇叶轮插入件被安排在该轴向冷却通道内。
在进一步的实施例中，由此所提供的是多个片状第一凸起从该填充体的内壳表面径向向内突伸，并且由此，这些轴颈通过紧固装置紧固至该填充体的第二片状凸起，其中，这些第二片状凸起同样从该填充体的内壳表面径向向内突伸。第一凸起可以有利地用作传热面积增加的冷却片，并且可以有助于改进转子支架的冷却，并且因此也改进轻质转子的冷却。第二凸起可以优选地设计为截面比第一凸起宽，以便允许填充体特别持久地紧固至轴颈。此外，第二凸起在圆周方向上安排在第一凸起之间，这特别节省空间。
此外，该填充体的内壳表面可以形成在各自情况下用于该第一轴颈和用于该第二轴颈的一个定心肩部。定心肩部允许轴颈在填充体上的特别直接的定向，由此便于转子的组装。
根据进一步的实施例，所提供的是该叠片式转子铁芯在该轴向方向上以强制锁定和非强制锁定的形式连接至该填充体。根据本实施例，填充体可以对叠片式转子铁芯的单独的叠片执行夹紧功能。具体地讲，填充体可以铸造到叠片式转子铁芯上，其方式为使得叠片式转子铁芯容纳在填充体内的周向凹部中，其中，填充体的端部部分(界定该凹部)防止叠片式转子铁芯在轴向方向上的移位、并且可以在轴向方向上以非强制锁定的形式将叠片式转子铁芯保持在一起/将其夹紧。
根据本发明的第二方面，提供了一种电机。该电机包括根据本发明的第一方面的转子，其中，该转子具有安装在两个滚动轴承中的转子轴，所述转子轴具有第一轴颈并且具有第二轴颈。此外，该电机包括：定子，该定子具有叠片式定子铁芯并且具有定子绕组头，这些定子绕组头被安排在该叠片式定子铁芯的相反端侧上；以及壳体，该壳体在径向方向上围绕该定子。在该定子与该壳体之间形成至少一个外冷却通道，该至少一个外冷却通道沿着该叠片式定子铁芯和这些定子绕组头延伸并且将这些定子绕组头的两个相反的端侧彼此连接。此处，该转子的通风单元被设计为在该转子的叠片式转子铁芯的第一端侧上形成吸入侧，并且在该叠片式转子铁芯的第二端侧上形成压力侧，当该转子轴旋转时，使得空气在该吸入侧吸入并且被输送穿过该转子的轴向冷却通道和该外冷却通道。此外，该壳体包括循环冷却回路的液体冷却通道，冷却液在该循环冷却回路内循环并且冷却该壳体。
根据本发明的第二方面的电机使得可以提供一种转子，该转子经受空气的主动开路通风并且提供对应的转子冷却安排与液冷壳体的间接连接，以便从而允许改进转子、绕组头、以及尤其是转子的滚动轴承的冷却。换言之，建议将绕组头空间引导至或连接至壳体的液体型冷却安排，并且在转子内和绕组头空间内产生循环空气流。以这种方式，可以降低轴承平均温度和转子的滚动轴承的轴承内圈与外圈之间的温差，从而使得获得更长的滚动轴承的使用寿命，并且避免由于材料疲劳引起的失效。为了提供开路通风，转子尤其包括上面结合根据本发明的转子进一步描述的通风单元。
此处，在该定子与该壳体之间形成一个或多个外冷却通道，该一个或多个外冷却通道沿着该叠片式定子铁芯和这些定子绕组头延伸并且将这些定子绕组头的两个相反的端侧彼此连接。至少一个外冷却通道可以在径向方向上在一侧由定子的外壳表面界定，并且在另一侧由壳体的与该外壳表面相对定位的内壁界定。换言之，外冷却通道可以由壳体、定子与定子绕组头之间的中间空间形成。在轴向方向上，即在定子的纵向方向上，外冷却通道沿着整个定子和定子绕组头延伸。此外，外冷却通道可以以螺旋形式沿着定子的整个圆周延伸。
该通风单元被设计为在该叠片式转子铁芯的第一端侧上形成吸入侧，并且在该叠片式转子铁芯的第二端侧上形成压力侧，当该转子或叠片式转子铁芯旋转时，使得空气在该吸入侧从至少一个冷却通道吸入并且被输送穿过该转子的轴向冷却通道和一个外冷却通道或多个外冷却通道，其中，穿过并冷却这些定子绕组头。
循环冷却回路可以具有泵、以及用于冷却该冷却液的热交换器。泵可以从壳体的液体冷却通道的区域吸入冷却液，并且将所述冷却液输送穿过热交换器，在所述热交换器中所述冷却液通过第二冷却介质、例如通过主冷却回路的冷却水而被冷却，并且随后将所述冷却液输送回到壳体的液体冷却通道中。
下面将基于示意图更详细地讨论本发明的示例性实施例，其中相同或相似的元件由相同的附图标记表示。在附图中：
图1是根据本发明的用于电机的转子的示例性实施例的纵向截面图示，
图2是根据本发明的用于同步电机形式的电机的转子的另一示例性实施例的纵向四分之三截面图示，
图3是根据图2的转子的透视分解图示，
图4是根据图2的转子的截面图示，
图5是根据本发明的用于异步电机形式的电机的转子的另一示例性实施例的透视分解图示，
图6是根据图5的转子的截面图示，
图7是根据本发明的用于异步电机形式的电机的转子的另一示例性实施例的透视分解图示，
图8是根据图7的转子的截面图示，并且
图9是电机的纵向截面示意图示。
图1示出了具有转子轴2的转子1，其中，转子轴2包括第一轴颈3和第二轴颈4。转子1还包括由铝压铸合金构成的铸造填充物或填充体5、以及叠片式转子铁芯6。
填充体5铸造到叠片式转子铁芯6上、并且(例如以强制锁定的形式)连接至叠片式转子铁芯6，使得填充体5和叠片式转子铁芯6在旋转意义上结合地彼此相连接。因此，扭矩可以从填充体5传递至叠片式转子铁芯6，并且反之亦然。具体地讲，填充体5围绕转子1的纵向轴线L的旋转运动可以传递至叠片式转子铁芯6，使得叠片式转子铁芯6也围绕纵向轴线L旋转。
填充体5基本上是圆柱形配置并且具有环形截面。第一轴颈3在其端部具有在图1的右侧展示的第一定心轴环7，并且第二轴颈4在其端部具有在图1的左侧展示的第二定心轴环8。填充体5的内壳表面9在其轴向端部区域中形成在各自情况下用于第一轴颈的第一定心轴环7和用于第二轴颈4的第二定心轴环8的一个定心肩部9a、9b。第一定心轴环7插入第一定心肩部9a，并且第二定心轴环8插入第二定心肩部9b。以这种方式，轴颈3、4相对于填充体5定向，其中，轴颈3、4的纵向轴线L对应于填充体5的纵向轴线L。
填充体5在其外圆周上形成有凹部10，该凹部在外圆周的较大区域上延伸。填充体5铸造到叠片式转子铁芯6上，使得填充体的凹部10对应于叠片式转子铁芯6的中心轴向孔11。
凹部10在纵向方向L上由两个径向延伸的端部部分12和13界定。叠片式转子铁芯6具有在图1的左侧展示的第一端侧14、并且具有在图1的右侧展示的第二端侧15。填充体5通过其端部部分12和13铸造到叠片式转子铁芯6的端侧14和15上，其方式为使得叠片式转子铁芯6的各个叠片通过端部部分12和13彼此轴向地压靠(非强制锁定)，但至少轴向地保持在一起(强制锁定)。以这种方式，端部部分12和13可以将叠片式转子铁芯6保持在一起或者将其夹紧，也就是说，它们进行一种用于叠片式转子铁芯6的“夹紧功能”，端部部分12和13使该叠片式转子铁芯在纵向方向L上保持在一起。
第一轴颈3以强制锁定的形式并在旋转意义上结合地连接至填充体5，并且第二轴颈4同样以强制锁定的形式并在旋转意义上结合地连接至填充体5。轴颈3和4分别与填充体5之间的连接例如可以借助于螺钉连接产生(参见例如图2和图3)。由于填充体5一方面与第一轴颈3之间以及另一方面还与第二轴颈4之间在旋转意义上的结合连接，因此扭矩可以在轴颈3和4与填充体5之间传递。具体地讲，第一轴颈3和/或第二轴颈4的旋转运动可以传递至填充体5。由于填充体5与叠片式转子铁芯6之间在旋转意义上的结合连接(见上文)，因此旋转运动和扭矩也可以从填充体5传递至叠片式转子铁芯6。因此，旋转运动和扭矩可以经由填充体5从第一轴颈3和第二轴颈4传递至叠片式转子铁芯6，并且反之亦然。
填充体的内壳表面9限定用于冷却空气的轴向冷却通道16，该轴向冷却通道将填充体的相反端侧彼此连接。此外，提供多个冷却片17，这些冷却片在圆周方向上基本上均匀地分布，从填充体5的内壳表面9径向向内突伸，并且在填充体5的彼此相反的端侧之间沿轴向方向延伸。
冷却片17的长度的尺寸被确定成使得冷却通道16的中心区域保持自由或未填充。用于冷却空气的螺旋输送部18可以被安排在未填充的冷却通道内。此外，第一轴颈3具有多个进气口19，以用于沿轴向方向L供应空气，并且第二轴颈4具有多个出气口20，以用于沿轴向方向L排出空气。螺旋输送部18的中心轴21在旋转意义上结合地安装在第一轴颈3内和第二轴颈4内，使得当轴颈3和4旋转时，螺旋输送部18也旋转，并且冷却空气经由进气口19沿轴向方向吸入，借助于螺旋输送部18而被输送穿过轴向冷却通道16，并且穿过出口20沿轴向方向L排出。
图2至图4详细示出了可以如何设计根据本发明的用于同步电机的转子1(例如根据图1的转子)。因此，多个片状冷却凸起17可以从填充体5的内壳表面9径向向内突伸。在冷却凸起17之间安排有三个片状紧固凸起22，这些紧固凸起在圆周方向上相对于彼此偏置120°地安排并且同样从填充体5的内壳表面9径向向内突伸，并且各自都具有螺纹孔23。轴颈3、4在各自情况下具有一个紧固凸缘24、25，该紧固凸缘具有在圆周方向上相对于彼此偏置120°地安排的三个孔26。在各自情况下借助于三个螺钉27，轴颈3、4的连接凸缘24、25与填充体5的片状紧固凸起22拧紧在一起。
叠片式转子铁芯6还可以形成有接纳通道28，永磁体29被接纳在这些接纳通道中，其中，永磁体29与接纳通道28之间的自由空间由填充体5的铝压铸合金填充，使得永磁体29借助于填充体5固定在接纳通道28内。如尤其在图3和图4中可以看到的，每个接纳通道28通过连接通道30连接至填充体5的其余部分。因此，连接通道30用于在将填充体5铸造到叠片式转子铁芯6上期间能够将液态铝压铸合金引导到配备有永磁体29的接纳通道28中。
图5和图6示出了另一转子1，该转子适用于异步电机。转子1包括第一短路环31、第二短路环32、以及多个短路棒33。第一短路环31由铝压铸合金构成，该第一短路环铸造到叠片式转子铁芯6的第一端侧上。第二短路环32同样由铝压铸合金构成，该第二短路环铸造到叠片式转子铁芯6的第二端侧上。此外，多个短路棒33由铝压铸合金构成，该铝压铸合金铸造到叠片式转子铁芯6的外壳表面35的轴向凹槽34中，使得短路棒33在各自情况下与第一短路环31和第二短路环32连接。
在这种情况下，可以进行铝压铸合金的铸造，使得短路棒33和短路环31、32不与填充体5机械和电连接。此外，在图5和图6所示的示例性实施例中，用于生产短路棒33的铝压铸合金与用于生产第一短路环31和第二短路环32以及用于生产填充体5的铝压铸合金相同。
此外，在各自情况下，在圆周方向上分布的六个风扇叶轮叶片36、37集成到轴颈3、4中。第一轴颈的第一风扇叶轮叶片36从第一轴颈3的第一端侧38突伸并且伸入填充体5内的轴向冷却通道16中，其中，第一风扇叶轮叶片36在流动方向上在各自情况下安排在一个进气口19的下游。第二轴颈4的第二风扇叶轮叶片37从第二轴颈4的第二端侧39突伸但不伸入填充体5内的轴向冷却通道16中，而是背离轴向冷却通道16定向，其中，第二风扇叶轮叶片37在流动方向上在各自情况下安排在一个出气口20的下游。
如果轴颈3和4旋转，则风扇叶轮叶片36、37也旋转，由此冷却空气借助于第一风扇叶轮叶片36经由进气口19沿轴向方向吸入，输送穿过轴向冷却通道16，并且借助于第二风扇叶轮叶片37穿过出口20沿轴向方向L排出或抽出。
图7和图8示出了另一转子1，该转子适用于异步电机。根据图7和图8的转子1与根据图5和图6的转子的不同之处尤其在于通风单元和冷却片的设计。在图7和图8所示的示例性实施例中，通风单元包括带有三个叶片41的轴流风扇叶轮插入件40，其中，轴流风扇叶轮插入件40以强制锁定的方式在旋转意义上结合地连接至填充体5的片状紧固凸起22，其中，轴流风扇叶轮插入件40被安排在轴向冷却通道16内。此处，轴流风扇叶轮插入件40的外周形式对应于填充体5的片状紧固凸起22，其中，片状冷却片没有从填充体5的内壳表面9径向向内突伸(如图2至图6中的示例性实施例所示)。
图9示出了具有壳体43并具有空气冷却回路44的电机42，该空气冷却回路在壳体43内的输送方向用箭头表示。在壳体43内，转子轴2可旋转地安装在第一滚动轴承45内和第二滚动轴承46内，其中，转子轴包括第一轴颈3和第二轴颈4。壳体43的在图9中右侧展示的那侧与电机42的逆变器47邻接。
轴颈3、4在旋转意义上结合地连接至填充体(参见图1至图8)，该填充体未在图9中示出，并且进而在旋转意义上结合地连接至叠片式转子铁芯6(图9中未示出，在这方面参见图1至图8)。当轴颈3、4旋转时，叠片式转子铁芯6也因此旋转。静止的定子48以小的间距径向地包围叠片式转子铁芯6，该定子包括叠片式定子铁芯49并且在其两个相反的端侧上在各自情况下具有一个定子绕组头50和51，这些定子绕组头在轴向方向上突伸超出叠片式转子铁芯6的两个彼此相反的轴向端侧。壳体43在整个圆周上以某一间距在径向方向上包围定子48。此处，在壳体43与定子48之间形成外冷却通道52。
外冷却通道52向前延伸至两侧，邻接叠片式定子铁芯49，在定子绕组头50、51与壳体43之间。
如下面将说明的，在空气已经吸收尤其是来自转子1和定子48的热量之后，空气被壳体43再冷却，进而借助于循环冷却回路53被再冷却。循环冷却回路53包括壳体43外部的冷却剂管线54和壳体43内部的液体冷却通道55。液体冷却剂在循环冷却回路53内循环。
在冷却剂管线54内安排有输送泵56，该输送泵将冷却剂从液体冷却通道55吸入冷却剂管线54中，并且经由热交换器57将所述冷却剂输送回液体冷却通道54中。为了冷却热交换器57内的冷却剂，另外由冷却水流动穿过所述热交换器，冷却水在主冷却回路58中循环并且进而由主水冷却器59冷却。
如果电机42被设置为在运行中，那么转子轴2也旋转，并且叠片式转子铁芯6和螺旋轴形冷却通道60也与其一起旋转，在图9所示的示例性实施例中，这些冷却通道形成转子1的通风单元。然而，如图1至图8所示，也可以使用其他通风单元代替螺旋轴形冷却通道60(例如螺旋输送部18、风扇叶轮叶片36、37或轴流风扇叶轮插入件40)。
由于螺旋轴形冷却通道60的旋转，每个冷却通道以螺杆泵的方式形成螺旋输送部，压力侧61和吸入侧62形成在电机42的封闭壳体43内、在转子1的彼此相反的端侧上。
由于螺旋轴形冷却通道60在吸入侧62上的抽吸作用，空气在定子48的圆周上经由外冷却通道52吸入。经由当冷却空气穿过时被冷却的定子绕组头51，冷却空气被吸入到叠片式转子铁芯6中并且经由螺旋轴形通道60输送至电机42的压力侧61。从那里，冷却空气穿过另一个定子侧的定子绕组头50，以便在叠片式定子铁芯49的圆周上移回至吸入侧62。
以这种方式，冷却空气尤其是从内部冷却叠片式转子铁芯6，冷却空气冷却转子轴2及其轴颈3和4、滚动轴承45和46、定子绕组头50和51、以及叠片式定子铁芯49。借助于循环冷却回路53，壳体43被直接再冷却，并且冷却空气借助于壳体43被间接地再冷却。

Claims (10)

1.一种用于电机的转子(1)，该转子(1)包括叠片式转子铁芯(6)；由铝压铸合金构成的填充体(5)，该填充体铸造到该叠片式转子铁芯(6)上；具有至少一个进气口(19)的第一轴颈(3)；具有至少一个出气口(20)的第二轴颈(4)；以及通风单元(18；36，37；40；60)，其中，
-该填充体(5)将该叠片式转子铁芯(6)在旋转意义上结合地连接至该第一轴颈(3)和该第二轴颈(4)，
-该叠片式转子铁芯(6)具有中心轴向孔(11)，该中心轴向孔部分地由该填充体(5)填充，使得用于冷却空气的轴向冷却通道(16)形成在该叠片式转子铁芯(6)的中心轴向孔(11)内，
-这些轴颈(3，4)驱动该通风单元(18；36，37；40；60)，并且
-该通风单元(18；36，37；40；60)被设计用于经由该进气口(19)吸入空气流，将所述空气流输送穿过该轴向冷却通道(16)，并且经由该出气口(20)排出所述空气流，其中，所述通风单元(18；36，37；40；60)包括：螺旋输送部(18)、风扇叶轮叶片(36，37)、轴流风扇叶轮插入件(40)、螺旋轴形冷却通道(60)中的至少一个。
2.如权利要求1所述的转子(1)，其中
-该转子(1)适用于同步电机形式的电机，
-该叠片式转子铁芯(6)形成有接纳通道(28)，永磁体(29)接纳在这些接纳通道中，并且
-这些永磁体(29)与这些接纳通道(28)之间的自由空间由该填充体(5)填充，使得这些永磁体(29)借助于该填充体(5)固定在这些接纳通道(28)内。
3.如权利要求1所述的转子(1)，其中，该转子(1)适用于异步电机形式的电机，该转子(1)还包括
-由铝压铸合金构成的第一短路环(31)，该第一短路环铸造到该叠片式转子铁芯(6)上，
-由铝压铸合金构成的第二短路环(32)，该第二短路环铸造到该叠片式转子铁芯(6)上，
-由铝压铸合金构成的多个短路棒(33)，该铝压铸合金铸造到该叠片式转子铁芯(6)的外壳表面(35)的轴向凹槽(34)中，使得这些短路棒(33)在各自情况下与该第一短路环(31)和该第二短路环(32)连接。
4.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中
-该通风单元(18)包括螺旋输送部(18)，
-该螺旋输送部(18)的驱动轴(21)在旋转意义上结合地安装在该第一轴颈(3)和该第二轴颈(4)内，并且
-该螺旋输送部(18)被安排在该轴向冷却通道(16)内。
5.如权利要求1-3中任一项所述的转子(1)，其中，该通风单元(36，37)包括风扇叶轮叶片(36，37)，这些风扇叶轮叶片集成到这些轴颈中。
6.如权利要求1-3中任一项所述的转子(1)，其中
-该通风单元(40)包括轴流风扇叶轮插入件(40)，
-该轴流风扇叶轮插入件(40)以强制锁定的方式在旋转意义上结合地连接至该填充体(5)，并且
-该轴流风扇叶轮插入件(40)被安排在该轴向冷却通道(16)内。
7.如权利要求1-3中任一项所述的转子(1)，其中，多个片状第一凸起(17)从该填充体(5)的内壳表面(9)径向向内突伸，并且其中，这些轴颈(3，4)通过紧固装置(27)紧固至该填充体(5)的第二片状凸起(22)，其中，这些第二片状凸起(22)同样从该填充体(5)的内壳表面(15)径向向内突伸。
8.如权利要求1-3中任一项所述的转子(1)，其中，该填充体(5)的内壳表面(9)形成在各自情况下用于该第一轴颈(3)和用于该第二轴颈(4)的一个定心肩部(9a，9b)。
9.如权利要求1-3中任一项所述的转子(1)，其中，该叠片式转子铁芯(6)在轴向方向(L)上以强制锁定和非强制锁定的形式连接至该填充体(5)。
10.一种用于车辆的电机(42)，该电机(42)包括
-如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，该转子(1)具有安装在两个滚动轴承(45，46)中的转子轴(2)，
-定子(48)，该定子具有叠片式定子铁芯(49)并且具有定子绕组头(50，51)，这些定子绕组头被安排在该叠片式定子铁芯(49)的相反端侧上.以及
-壳体(43)，该壳体在径向方向上围绕该定子(48)，
其中
-在该定子(48)与该壳体(43)之间形成外冷却通道(52)，该外冷却通道沿着该叠片式定子铁芯(49)和这些定子绕组头(50，51)延伸并且将这些定子绕组头(50，51)的两个相反的端侧彼此连接，
-该转子(1)的通风单元(60)被设计为在该转子(1)的叠片式转子铁芯(6)的第一端侧上形成吸入侧(62)，并且在该叠片式转子铁芯(6)的第二端侧上形成压力侧(61)，当该转子轴(2)旋转时，使得空气在该吸入侧(62)吸入并且输送穿过该转子(1)的螺旋轴形冷却通道(60)和该外冷却通道(52)，并且
-该壳体(43)包括循环冷却回路(53)的液体冷却通道(55)，冷却液在该循环冷却回路内循环并且冷却该壳体(43)。
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