DE102012022452B4 - Electric machine and automobile powertrain - Google Patents

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Abstract

Elektrische Maschine (12), insbesondere für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Maschinengehäuse, mit einem in Bezug auf das Maschinengehäuse (28) festgelegten Stator (32), mit einem Rotor (24), der in Bezug auf das Maschinengehäuse (28) drehbar gelagert ist, und mit einer Kühlanordnung (50), die wenigstens einen Kühlkanal (64) aufweist, der im Bereich eines Außenumfanges (66) des Stators (32) angeordnet und durch den hindurch ein Kühlfluid (60) leitbar ist, wobei im Bereich des Außenumfanges (66) des Stators (32) eine Vielzahl von Kühlkanälen (64) angeordnet ist, wobei wenigstens zwei der Kühlkanäle (64) im Bereich ihrer Enden unter Bildung einer Mäanderanordnung (118) miteinander verbunden sind und wobei im Bereich des Außenumfanges des Stators (32) eine Mehrzahl derartiger Mäanderanordnungen (118) angeordnet ist, die parallel an eine Fluidversorgungseinrichtung (52) angeschlossen sind, wobei die Mäanderanordnungen (118) jeweils einen Zufluss und einen Abfluss aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (32) an wenigstens einem axialen Ende einen Wicklungskopf (42) aufweist, wobei der Abfluss von wenigstens einer Mäanderanordnung (118) so angeordnet ist, dass aus dem Abfluss austretendes Kühlfluid (60) auf den Wicklungskopf (42) leitbar ist, wobei der Stator (32) einen Statorkern (36) aufweist, an dem wenigstens eine Statorwicklung (40) festgelegt ist, wobei die Kühlkanäle (64) zwischen einem Gehäuseabschnitt des Maschinengehäuses (28) und dem Statorkern (36) ausgebildet sind.Electric machine (12), in particular for a drive train (10) of a motor vehicle, having a machine housing, with a stator (32) fixed relative to the machine housing (28), having a rotor (24) which is movable with respect to the machine housing (12). 28) is rotatably mounted, and with a cooling arrangement (50) having at least one cooling channel (64) disposed in the region of an outer periphery (66) of the stator (32) and through which a cooling fluid (60) is conductive, wherein in the region of the outer periphery (66) of the stator (32) a plurality of cooling channels (64) is arranged, wherein at least two of the cooling channels (64) in the region of their ends to form a meandering arrangement (118) are interconnected and wherein in the region of the outer periphery the stator (32) is arranged a plurality of such meander assemblies (118) which are connected in parallel to a fluid supply device (52), wherein the meander assemblies (118) each have an inflow u and an outflow, characterized in that the stator (32) has a winding head (42) at at least one axial end, wherein the outflow of at least one meandering arrangement (118) is arranged such that cooling fluid (60) exiting the outflow the winding head (42) is conductive, wherein the stator (32) has a stator core (36) on which at least one stator winding (40) is fixed, wherein the cooling channels (64) between a housing portion of the machine housing (28) and the stator core ( 36) are formed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Maschinengehäuse, mit einem in Bezug auf das Maschinengehäuse festgelegten Stator, mit einem Rotor, der in Bezug auf das Maschinengehäuse drehbar gelagert ist, und mit einer Kühlanordnung, die wenigstens einen Kühlkanal aufweist, der im Bereich eines Außenumfanges des Stators angeordnet und durch den hindurch ein Kühlfluid leitbar ist.The present invention relates to an electric machine, in particular for a motor vehicle drive train, comprising a machine housing, with a fixed with respect to the machine housing stator, with a rotor which is rotatably mounted with respect to the machine housing, and with a cooling arrangement, the at least one cooling channel which is arranged in the region of an outer circumference of the stator and through which a cooling fluid can be conducted.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebe, mit einer Fluidversorgungseinrichtung für das Getriebe und mit einer solchen elektrischen Maschine.Furthermore, the present invention relates to a drive train for a motor vehicle, with a transmission, with a fluid supply device for the transmission and with such an electric machine.

Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugantriebsstränge besteht ein Trend hin zu der Bereitstellung von Antriebsleistung durch eine elektrische Maschine. Dies kann einerseits in einem rein elektrisch angetriebenen Fahrzeug realisiert sein. Andererseits kann die elektrische Maschine in einen Hybrid-Antriebsstrang integriert sein.In the field of automotive powertrains, there is a trend toward providing drive power by an electric machine. This can be realized on the one hand in a purely electrically driven vehicle. On the other hand, the electric machine can be integrated into a hybrid drive train.

Die elektrische Maschine kann dabei in manchen Hybrid-Antriebssträngen auch zum rein elektrischen Antrieb eingesetzt werden.The electric machine can be used in some hybrid powertrains for purely electric drive.

Die Beschränkungen im Kraftfahrzeugbau erfordern, dass kompakte elektrische Maschinen verwendet werden. Um dennoch eine hohe Leistungsabgabe zu ermöglichen, ist es bekannt, solche elektrischen Maschinen zu kühlen.The limitations in automotive engineering require that compact electrical machines be used. In order nevertheless to enable a high power output, it is known to cool such electrical machines.

Eine Luftkühlung der elektrischen Maschine mittels Fahrtwind des Kraftfahrzeuges ist zwar generell denkbar, dies führt jedoch zu erheblichen Einschränkungen hinsichtlich der Einbaulage der elektrischen Maschine in dem Kraftfahrzeug.Although air cooling of the electric machine by means of the wind of the motor vehicle is generally conceivable, this leads to considerable restrictions with regard to the installation position of the electric machine in the motor vehicle.

Generell ist es auch bekannt, elektrische Maschinen fluidisch zu kühlen. Hierbei ist es beispielsweise bekannt, das Maschinengehäuse zweischalig aufzubauen, wobei zwischen den Schalen ein Kühlfluid strömen kann. Die hierbei erzielbaren Kühlleistungen sind ebenfalls relativ gering.In general, it is also known to fluidly cool electrical machines. Here, it is known, for example, to build the machine housing with two shells, wherein a cooling fluid can flow between the shells. The achievable cooling capacities are also relatively low.

Aus dem Dokument EP 0 990 820 A2 ist eine Motorgetriebeeinheit mit gemeinsamer Kühlung bekannt, wobei Kühlkanäle in einem Getriebegehäuse bzw. in einem Getriebedeckel mit Kühlkanälen in einem Motorgehäuse zur Kühlung des Motors verbunden sind. Der Motor kann dabei ein Elektromotor sein. Die Kühlkanäle können dabei in Form von Kühlschlangen im Getriebe- oder Motorgehäuse oder in einem als Doppelmantel ausgebildeten Getriebe- oder Motorgehäuse angeordnet sein. Das Kühlfluid ist vorzugsweise ein Wasser-Glykol-Gemisch. An dem Gehäuse können ferner Kühlrippen ausgebildet sein, die an der Außenseite der Gehäuseanordnung oder an der Innenseite der Gehäuseanordnung vorgesehen sind.From the document EP 0 990 820 A2 a motor unit with common cooling is known, wherein cooling channels are connected in a transmission housing or in a gear cover with cooling channels in a motor housing for cooling the motor. The engine can be an electric motor. The cooling channels can be arranged in the form of cooling coils in the gear or motor housing or in a trained as a double jacket gear or motor housing. The cooling fluid is preferably a water-glycol mixture. On the housing further cooling fins may be formed, which are provided on the outside of the housing assembly or on the inside of the housing assembly.

Das Dokument DE 196 24 519 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The document DE 196 24 519 A1 discloses an electric machine having the features of the preamble of claim 1.

Das Dokument DE 71 49 286 U offenbart eine Gleichstrommaschine in geschlossener Bauart, wobei ein Kommutatorraum gegenüber einem sprühgekühlten Raum der Maschine durch eine Trennwand mit Ringdichtung abgeteilt ist, wobei jedoch Kommutatorlamellen teilweise noch in den Raum mit Flüssigkeitssprühkühlung hineinragen.The document DE 71 49 286 U discloses a closed-type DC machine with a commutator compartment separated from a spray-cooled compartment of the machine by a ring-seal partition, but with commutator blades still partially projecting into the liquid-spray cooling space.

Das Dokument DE 10 68 803 B offenbart einen Elektromotor mit einem Flüssigkeitskühlsystem, wobei ein Mäanderkanal vorgesehen ist, der zwischen einem Statorpaket und Einlagen am Innenumfang eines Gehäuses angeordnet ist.The document DE 10 68 803 B discloses an electric motor with a liquid cooling system, wherein a meander channel is provided, which is arranged between a stator core and inserts on the inner circumference of a housing.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte elektrische Maschine sowie einen verbesserten Antriebsstrang anzugeben, wobei die elektrische Maschine effizient gekühlt wird und/oder wobei die elektrische Maschine bzw. der Antriebsstrang kostengünstig zu fertigen, einfach zu montieren und/oder durch einen hohen Wirkungsgrad gekennzeichnet sind.Against this background, it is an object of the invention to provide an improved electric machine and an improved drive train, wherein the electric machine is cooled efficiently and / or wherein the electric machine or the drive train to manufacture inexpensive, easy to assemble and / or by a high efficiency are characterized.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei im Bereich des Außenumfanges des Stators eine Vielzahl von Kühlkanälen angeordnet ist, wobei wenigstens zwei der Kühlkanäle im Bereich ihrer Enden unter Bildung einer Mäanderanordnung miteinander verbunden sind und wobei im Bereich des Außenumfanges des Stators eine Mehrzahl derartiger Mäanderanordnungen angeordnet ist, die parallel an eine Fluidversorgungseinrichtung anschließbar sind.This object is achieved by an electric machine according to claim 1, wherein in the region of the outer circumference of the stator, a plurality of cooling channels is arranged, wherein at least two of the cooling channels are connected to each other in the region of their ends to form a meander and wherein in the region of the outer periphery of the stator a plurality of such Meander arrangements is arranged, which are connected in parallel to a fluid supply device.

Durch die Maßnahme, wenigstens zwei Kühlkanäle im Bereich ihrer Enden unter Bildung einer Mäanderanordnung miteinander zu verbinden, wird erreicht, dass über die Erstreckung der Kühlkanäle eine gleichmäßigere Kühlung erreicht werden kann. Demzufolge kommt es beispielsweise nicht im Bereich des Zuflusses der Kühlkanäle zu einer deutlich stärkeren Kühlung als im Bereich des Abflusses. Temperaturgradienten über die Erstreckung der Kühlkanäle können daher in der elektrischen Maschine vermieden werden. Hierdurch verlängert sich die Lebensdauer der Maschine und es kann sich die maximale Leistungsabgabe erhöhen.By the measure to connect at least two cooling channels in the region of their ends to form a meander arrangement with each other, it is achieved that over the extension of the cooling channels a more uniform cooling can be achieved. Consequently, for example, it is not in the area of the inflow of the cooling channels to a much greater cooling than in the region of the outflow. Temperature gradients over the extent of the cooling channels can therefore be avoided in the electric machine. This extends the life of the machine and can increase the maximum power output.

Durch die Maßnahme, im Bereich des Außenumfanges des Stators eine Mehrzahl derartiger Mäanderanordnungen anzuordnen, die parallel an eine Fluidversorgungseinrichtung anschließbar bzw. angeschlossen sind, wird im Gegensatz zu einer einzelnen Mäanderanordnung, die sich über den gesamten Umfang des Stators erstreckt, erreicht, dass auch über den Umfang verteilt eine gleichmäßigere Temperaturverteilung möglich ist. Ferner kann durch die relativ geringe Länge der jeweiligen Mäanderanordnungen der Gesamtleitungswiderstand verringert werden, so dass ein geringerer Fließdruck für das Kühlfluid notwendig ist (durch die Parallelschaltung).By the measure, in the region of the outer circumference of the stator, a plurality of such To arrange meander arrangements that are connected or connected in parallel to a fluid supply device, in contrast to a single meander arrangement which extends over the entire circumference of the stator, achieved that distributed over the circumference a more uniform temperature distribution is possible. Furthermore, due to the relatively short length of the respective meander arrangements, the total line resistance can be reduced, so that a lower flow pressure for the cooling fluid is necessary (through the parallel connection).

Ferner ergibt sich eine geringere Temperatur im Bereich des Auslasses der Mäanderanordnungen, und folglich eine geringere Beanspruchung des Kühlfluides und eine größere Wärmekapazität, die beispielsweise für weitere Kühlzwecke herangezogen werden kann.Furthermore, there is a lower temperature in the region of the outlet of the meander assemblies, and consequently a lower load of the cooling fluid and a larger heat capacity, which can be used for example for other cooling purposes.

Die Kühlkanäle können sich generell in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine erstrecken.The cooling channels may generally extend in the circumferential direction of the electrical machine.

Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Kühlkanäle jeweils in Längsrichtung der elektrischen Maschine ausgerichtet sind.Of particular preference, however, it is when the cooling channels are aligned in each case in the longitudinal direction of the electric machine.

Auf diese Weise kann der Zufluss und Abfluss für die Kühlkanäle auf konstruktiv einfache Weise realisiert werden.In this way, the inflow and outflow for the cooling channels can be realized in a structurally simple manner.

Erfindungsgemäß weisen die Mäanderanordnungen jeweils einen einzelnen Zufluss und einen einzelnen Abfluss auf.According to the invention, the meander arrangements each have a single inflow and a single outflow.

Dies ermöglicht einen parallelen Anschluss mehrerer Mäanderanordnungen in paralleler Weise an eine Fluidversorgungseinrichtung.This allows a parallel connection of several meander arrangements in parallel to a fluid supply device.

Ferner können auch die Abflüsse in gezielter Weise miteinander kombiniert werden oder aber zur Kühlung weiterer Komponenten ausgelegt sein.Furthermore, the drains can be combined with each other in a targeted manner or else be designed for cooling other components.

Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der Zufluss und der Abfluss von wenigstens einer Mäanderanordnung im Bereich entgegengesetzter Enden der Kühlkanäle angeordnet sind.It is particularly advantageous if the inflow and outflow of at least one meander arrangement are arranged in the region of opposite ends of the cooling channels.

Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Kühlkanäle dieser Mäanderanordnung vorzugsweise eine ungerade Zahl, beispielsweise drei oder fünf Kühlkanäle pro Mäanderanordnung.In this embodiment, the number of cooling channels of this meander arrangement is preferably an odd number, for example three or five cooling channels per meander arrangement.

Es ist jedoch auch denkbar, über den Umfang Mäanderanordnungen zu verteilen, von denen wenigstens eine den Zufluss an einem Ende und den Abfluss am entgegengesetzten Ende aufweist, und von denen wenigstens eine weitere Mäanderanordnung Zufluss und Abfluss an dem gleichen Ende der Kühlkanäle aufweist. Im letzteren Fall ist die Anzahl der Kühlkanäle für diese Mäanderanordnung vorzugsweise eine gerade Zahl.However, it is also conceivable to distribute meander arrangements over the circumference, at least one of which has the inflow at one end and the outflow at the opposite end, and of which at least one further meander arrangement has inflow and outflow at the same end of the cooling channels. In the latter case, the number of cooling channels for this meander arrangement is preferably an even number.

Generell ist es denkbar, die Zuflüsse der Mäanderanordnungen teilweise an einem Ende der Kühlkanäle und teilweise an dem anderen Ende der Kühlkanäle anzuordnen, und entsprechend die Abflüsse der Kühlkanäle ebenfalls teilweise an einem Ende der Kühlkanäle, teilweise am anderen Ende der Kühlkanäle anzuordnen.In general, it is conceivable to arrange the tributaries of the meander arrangements partly at one end of the cooling channels and partly at the other end of the cooling channels, and correspondingly also to arrange the outflows of the cooling channels partly at one end of the cooling channels, partly at the other end of the cooling channels.

Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Kühllast eingerichtet werden, insbesondere über die Erstreckung der Kühlkanäle.In this way, a particularly uniform cooling load can be set up, in particular over the extension of the cooling channels.

Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Zuflüsse aller Mäanderanordnungen im Bereich von einem Ende der Kühlkanäle angeordnet sind und wenn der Abfluss wenigstens einer Mäanderanordnung im Bereich eines entgegengesetzten Endes der Kühlkanäle angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Abflüsse aller Mäanderanordnungen im Bereich des entgegengesetzten Endes der Kühlkanäle angeordnet.However, it is particularly advantageous if the inflows of all meander arrangements are arranged in the region of one end of the cooling channels and if the outflow of at least one meander arrangement is arranged in the region of an opposite end of the cooling channels. Preferably, the drains of all Meander arrangements are arranged in the region of the opposite end of the cooling channels.

Hierdurch kann insbesondere die parallele Zufuhr von Kühlfluid zu den Mäanderanordnungen konstruktiv auf vergleichsweise einfache Weise gelöst werden.In this way, in particular, the parallel supply of cooling fluid to the meander arrangements can be achieved in a structurally relatively simple manner.

Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stator an wenigstens einem axialen Ende einen Wicklungskopf aufweist, wobei der Abfluss von wenigstens einer Mäanderanordnung so angeordnet ist, dass aus dem Abfluss austretendes Kühlfluid auf dem Wicklungskopf leitbar ist.Furthermore, it is provided according to the invention that the stator has a winding head at at least one axial end, wherein the outflow of at least one meander arrangement is arranged so that cooling fluid emerging from the outflow can be conducted on the winding head.

Insbesondere kann das Kühlfluid dabei direkt aus dem Kühlkanal auf den Wicklungskopf geführt werden, insbesondere auf einen Außenumfangsabschnitt des Wicklungskopfes. Der Abfluss kann jedoch auch über ein weiteres Führungselement, wie beispielsweise eine Ringkanaleinrichtung geleitet werden.In particular, the cooling fluid can be guided directly from the cooling channel onto the winding head, in particular onto an outer circumferential section of the winding head. However, the drain can also be passed over another guide element, such as a ring channel device.

Demgemäß ist es insgesamt vorteilhaft, wenn die wenigstens zwei Kühlkanäle von wenigstens einer Mäanderanordnung über eine Ringkanaleinrichtung miteinander verbunden sind.Accordingly, it is altogether advantageous if the at least two cooling channels of at least one meander arrangement are connected to one another via an annular channel device.

Eine derartige Ringkanaleinrichtung erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich von wenigstens 90°, insbesondere wenigstens 180°, vorzugsweise wenigstens 270°. besonders bevorzugt ist es, wenn die Ringkanaleinrichtung sich über einen Winkelbereich zwischen 330 und 360° erstreckt.Such an annular channel device preferably extends over an angular range of at least 90 °, in particular at least 180 °, preferably at least 270 °. It is particularly preferred if the annular channel device extends over an angular range between 330 and 360 °.

Auf diese Weise kann der parallele Anschluss von mehreren Mäanderanordnungen über eine derartige Ringkanaleinrichtung konstruktiv auf einfache Weise realisiert werden.In this way, the parallel connection of several meander arrangements over one Such annular channel device can be realized constructively in a simple manner.

Die Verbindung von zwei Kühlkanälen zur Erzielung der Mäanderanordnung könnte auch durch separate einzelne Verbindungselement oder durch konstruktive Ausgestaltung des Statorkerns oder dergleichen realisiert werden.The connection of two cooling channels to achieve the meandering could also be realized by separate individual connection element or by structural design of the stator core or the like.

Besonders bevorzugt ist hier jedoch, wenn bei Bereitstellung einer derartigen Ringkanaleinrichtung die Verbindung der zwei Kühlkanäle mittels jener Ringkanaleinrichtung realisiert wird.However, it is particularly preferred here if, when providing such an annular channel device, the connection of the two cooling channels is realized by means of that annular channel device.

Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn im Bereich von einem ersten axialen Ende der elektrischen Maschine eine erste Ringkanaleinrichtung angeordnet ist, wobei im Bereich eines entgegengesetzten axialen Endes der elektrischen Maschine eine zweite Ringkanaleinrichtung angeordnet ist, wobei die erste Ringkanaleinrichtung mit den Zuflüssen von wenigstens zwei Mäanderanordnungen verbunden ist, und wobei die zweite Ringkanaleinrichtung mit den Abflüssen von wenigstens zwei Mäanderanordnungen verbunden ist.It is particularly advantageous if in the region of a first axial end of the electric machine, a first annular channel means is arranged, wherein in the region of an opposite axial end of the electric machine, a second annular channel means is arranged, wherein the first annular channel means with the inflows of at least two Mäanderanordnungen is connected, and wherein the second annular channel means is connected to the drains of at least two Meander arrangements.

Auf diese Weise kann die parallele Zufuhr von Kühlfluid zu den Mäanderanordnungen konstruktiv einfach realisiert werden.In this way, the parallel supply of cooling fluid to the meander arrangements can be realized structurally simple.

Die Ringkanaleinrichtungen können Verbindungskanäle aufweist, über die Kühlfluid auf den Außenumfangsabschnitt von Wicklungsköpfen führbar ist. Die Ringkanaleinrichtungen sind vorzugsweise radial außerhalb der Wicklungsköpfe angeordnet.The annular channel devices may have connecting channels, via which cooling fluid can be guided onto the outer circumferential section of winding heads. The annular channel devices are preferably arranged radially outside the winding heads.

Erfindungsgemäß weist der Stator einen Statorkern auf, an dem wenigstens eine Statorwicklung festgelegt ist, wobei die Kühlkanäle zwischen einem Gehäuseabschnitt des Maschinengehäuses und dem Statorkern ausgebildet sind.According to the invention, the stator has a stator core, on which at least one stator winding is fixed, wherein the cooling channels are formed between a housing section of the machine housing and the stator core.

Hierdurch wird erreicht, dass das Kühlfluid direkt in Berührung kommt mit dem Statorkern, der beispielsweise aus einer Mehrzahl von Statorblechen hergestellt sein kann. Dies ermöglicht eine direkte Wärmeabfuhr aus dem Stator in das vorbeiströmende Kühlfluid, so dass der Kühl-Wirkungsgrad verbessert werden kann.This ensures that the cooling fluid comes into direct contact with the stator core, which may be made for example of a plurality of stator laminations. This allows direct heat removal from the stator in the flowing cooling fluid, so that the cooling efficiency can be improved.

Insgesamt ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die Anzahl der Mäanderanordnungen im Bereich von 2 bis 30 liegt, insbesondere im Bereich von 4 bis 15 sind, und besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 10.Overall, it is also advantageous if the number of meander arrangements is in the range of 2 to 30, in particular in the range of 4 to 15, and particularly preferably in the range of 4 to 10.

Es hat sich gezeigt, dass derartige Anzahlen zum einen konstruktiv gut beherrschbar sind, andererseits eine gute Temperaturverteilung über die Erstreckung der Kühlkanäle ermöglichen und der Gesamtleitungswiderstand der Kühlanordnung hierdurch gering sein kann.It has been found that such numbers are structurally well controllable on the one hand, on the other hand allow a good temperature distribution over the extension of the cooling channels and the total line resistance of the cooling arrangement can thereby be low.

Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Antriebsstrang ein Getriebe, eine Fluidversorgungsvorrichtung für das Getriebe und eine elektrische Maschine der erfindungsgemäßen Art aufweist. Vorzugsweise sind die Kühlkanäle der elektrischen Maschine an die Fluidversorgungseinrichtung angeschlossen.The above object is further achieved by a drive train for a motor vehicle, wherein the drive train comprises a transmission, a fluid supply device for the transmission and an electric machine of the type according to the invention. Preferably, the cooling channels of the electric machine are connected to the fluid supply device.

Hierdurch kann ein einheitlicher Fluidhaushalt für den Antriebsstrang realisiert werden, wobei die Fluidversorgungseinrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Komponenten des Getriebes einschließlich Zahnrädern, Lager etc., wie auch zur Kühlung und/oder Schmierung von Kupplungen, insbesondere von nasslaufenden Reibkupplungen verwendbar ist, und schließlich zum Kühlen der elektrischen Maschine.In this way, a uniform fluid balance for the drive train can be realized, wherein the fluid supply device for cooling and / or lubrication of components of the transmission including gears, bearings, etc., as well as for cooling and / or lubrication of clutches, in particular of wet-running friction clutches is used, and finally for cooling the electric machine.

Insgesamt kann mit der vorliegenden Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens einer der folgenden Vorteile erzielt werden.Overall, with the present invention, depending on the embodiment, at least one of the following advantages can be achieved.

Zum einen kann die Wärmeabfuhr nicht nur an einer sondern an mehreren Stellen der elektrischen Maschine erfolgen. Die Wirkleistung der Kühlung kann daher erhöht werden. Insbesondere ist es möglich, sowohl den Rotor als auch den Stator mittels getrennter Kühlfluidströme zu kühlen. Hierdurch wird verhindert, dass ein großer Temperaturgradient in der elektrischen Maschine auftritt, was zu thermischem Stress von Komponenten der elektrischen Maschine führen kann und folglich die Lebensdauer der elektrischen Maschine verringern könnte.On the one hand, the heat dissipation can take place not only at one but at several points of the electric machine. The active power of the cooling can therefore be increased. In particular, it is possible to cool both the rotor and the stator by means of separate cooling fluid streams. This prevents a large temperature gradient from occurring in the electrical machine, which can lead to thermal stress on components of the electrical machine and consequently could reduce the life of the electrical machine.

Folglich kann eine maximale Kühlleistung für die elektrische Maschine realisiert werden, wobei der Bauraum minimiert werden kann. Ferner kann durch den parallelen Anschluss von Kühlkanälen und/oder Mäanderanordnungen der notwendige Druck zur Versorgung der Kühlanordnung verringert werden. Auch ergibt sich eine Minimierung des Bauraumes der elektrischen Maschine, insbesondere wenn diese in dem Getriebegehäuse aufgenommen ist.Consequently, a maximum cooling capacity for the electric machine can be realized, wherein the installation space can be minimized. Furthermore, the necessary pressure for supplying the cooling arrangement can be reduced by the parallel connection of cooling channels and / or meander arrangements. Also, there is a minimization of the installation space of the electric machine, in particular if this is accommodated in the transmission housing.

Schließlich ergibt sich ein direkter Kontakt des Kühlfluides mit den zu kühlenden Flächen/Komponenten.Finally, there is a direct contact of the cooling fluid with the surfaces / components to be cooled.

Schließlich ergibt sich ein hoher Grad an Integration, da das Kühlfluidgetriebe intern an den jeweiligen Zielort geführt werden kann.Finally, there is a high degree of integration, since the cooling fluid transmission can be guided internally to the respective destination.

Gegebenenfalls können der Wellenkanal und der Kühlkanal mit separaten Kühlfluidströmen versorgt werden, die beispielsweise in Abhängigkeit von mittels Sensoren erfassten Temperaturen am Stator bzw. am Rotor auch unterschiedlich eingestellt werden können.Optionally, the wave channel and the cooling channel can be supplied with separate cooling fluid streams, for example, depending on detected by sensors temperatures on the stator or the rotor can also be set differently.

Folglich kann eine bedarfsgerechte Kühlung realisiert werden.Consequently, a demand-based cooling can be realized.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:

1 eine schematische Längsschnittansicht durch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, 1 2 shows a schematic longitudinal sectional view through a drive train of a motor vehicle with an embodiment of an electrical machine according to the invention,

2 eine Ansicht eines Details der 2 in einer modifizierten Ausführungsform; 2 a view of a detail of 2 in a modified embodiment;

3 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine; 3 a schematic cross-sectional view through an embodiment of an electric machine according to the invention;

4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Rotorwelle einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine; 4 a schematic perspective view of an embodiment of a rotor shaft of an electric machine according to the invention;

5 eine Abwicklung eines Außenumfangsabschnittes eines Stators einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine; 5 a development of an outer peripheral portion of a stator of an embodiment of the electric machine according to the invention;

6 eine der 5 entsprechende Ansicht in einer weiteren Ausführungsform; 6 one of the 5 corresponding view in another embodiment;

7 eine schematische Längsschnittansicht durch einen Teil einer elektrischen Maschine mit einer Ringkanaleinrichtung; 7 a schematic longitudinal sectional view through a part of an electric machine with a ring channel device;

8 eine Detailansicht der 7, die die Ringkanaleinrichtung zeigt; und 8th a detailed view of the 7 showing the ring channel device; and

9 eine schematische Schnittansicht der Ringkanalanordnung der 8. 9 a schematic sectional view of the annular channel arrangement of 8th ,

In 1 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 weist eine elektrische Maschine 12 auf, die über eine schematisch angedeutete Koppeleinrichtung 14 mit einem Stufengetriebe 16 gekoppelt ist. Ein Ausgang des Stufengetriebes 16 ist mit einem Differential 18 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 20L, 20R verteilt wird.In 1 is shown in schematic form a drive train of a motor vehicle and generally with 10 designated. The powertrain 10 has an electric machine 12 on, via a schematically indicated coupling device 14 with a step transmission 16 is coupled. An output of the stepped gearbox 16 is with a differential 18 connected by means of its drive power to driven wheels 20L . 20R is distributed.

Die Koppeleinrichtung 14 kann beispielsweise durch einen Stirnradsatz gebildet sein.The coupling device 14 can be formed for example by a spur gear.

Der Antriebsstrang 10 kann ferner einen Verbrennungsmotor 22 beinhalten, sowie eine Reibkupplungsanordnung 24. Die Reibkupplungsanordnung 24 kann in das Stufengetriebe 16 integriert sein. Das Stufengetriebe 16 kann beispielsweise ein Doppelkupplungsgetriebe sein, das zwei Teilgetriebe aufweist, wobei die Reibkupplungsanordnung 24 zwei Reibkupplungen aufweist. Die Reibkupplungen können nasslaufende Lamellenkupplungen sein, die mittels eines Kühlfluides gekühlt und/oder geschmiert werden. In dem Stufengetriebe 16 sind in der Regel Radsätze enthalten, die mittels eines Kühlfluides ebenfalls gekühlt und/oder geschmiert werden. Gleiches gilt für Lagerkomponenten in dem Stufengetriebe 16, die ebenfalls gekühlt und/oder geschmiert werden können.The powertrain 10 can also be an internal combustion engine 22 include, as well as a friction clutch assembly 24 , The friction clutch arrangement 24 can in the step transmission 16 be integrated. The step transmission 16 For example, may be a dual-clutch transmission having two partial transmissions, wherein the friction clutch assembly 24 has two friction clutches. The friction clutches may be wet-running multi-plate clutches, which are cooled and / or lubricated by means of a cooling fluid. In the stepped transmission 16 As a rule, wheelsets are included, which are also cooled and / or lubricated by means of a cooling fluid. The same applies to bearing components in the stepped transmission 16 , which can also be cooled and / or lubricated.

Die elektrische Maschine 12 kann dabei an eines der zwei Teilgetriebe angekoppelt sein, und zwar in Leitungsflussrichtung gesehen hinter der diesem Teilgetriebe zugeordneten Reibkupplung der Reibkupplungsanordnung 24. Mit einem derartigen Hybrid-Antriebsstrang ist ein rein elektromotorischer Antrieb über jenes Teilgetriebe möglich, wobei die diesem Teilgetriebe zugeordneten Gangstufen im elektrischen Fahrbetrieb verwendbar sind.The electric machine 12 In this case, it can be coupled to one of the two partial transmissions, namely in the direction of line flow, behind the friction clutch of the friction clutch arrangement assigned to this partial transmission 24 , With such a hybrid drive train, a purely electric motor drive via that partial transmission is possible, wherein the gear ratios assigned to this partial transmission can be used in electric driving operation.

Ferner ist ein rein verbrennungsmotorischer Antrieb möglich, wobei die zwei Reibkupplungen der Reibkupplungsanordnung 24 überschneidend betätigt werden können, um auf diese Weise Gangwechsel von einem Teilgetriebe auf das andere Teilgetriebe zugkraftunterbrechnungsfrei durchführen zu können. Schließlich sind mit einem derartigen Hybrid-Antriebsstrang 10 auch ein Hybrid-Fahrbetrieb, ein Boost-Betrieb, ein Rekuperationsbetrieb und andere Hybrid-Betriebsweisen möglich, einschließlich eines Startens des Verbrennungsmotors 22.Furthermore, a purely internal combustion engine drive is possible, wherein the two friction clutches of the friction clutch assembly 24 can be operated overlapping in order to perform in this way gear change from one sub-transmission to the other sub-transmission zugkraftunterbrechnungsfrei. Finally, with such a hybrid powertrain 10 also a hybrid driving, a boost operation, a recuperation and other hybrid modes possible, including starting the engine 22 ,

Die elektrische Maschine 12 weist ein Maschinengehäuse 28 auf. Das Maschinengehäuse 28 kann ein in sich abgeschlossenes Gehäuse sein, das an ein Getriebegehäuse 30 angeflanscht wird. Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Maschinengehäuse 28 Teil des Getriebegehäuses 30 ist.The electric machine 12 has a machine housing 28 on. The machine housing 28 may be a self-contained housing that fits to a transmission housing 30 is flanged. However, it is preferred if the machine housing 28 Part of the gearbox 30 is.

Die elektrische Maschine 12 weist einen Stator 32 auf, der in Bezug auf das Maschinengehäuse 28 festgelegt ist. Ferner beinhaltet die elektrische Maschine 12 einen Rotor 34, der drehbar in Bezug auf das Maschinengehäuse 28 gelagert ist. Der Rotor 34 weist dabei vorzugsweise keine eigenen elektrischen Anschlüsse auf und kann beispielsweise eingebettete oder aufgeklebte Permanentmagnete aufweisen. Die elektrische Maschine 12 kann insbesondere als permanent erregte Gleichstrommaschine ausgebildet sein.The electric machine 12 has a stator 32 on that in relation to the machine housing 28 is fixed. Furthermore, the electric machine includes 12 a rotor 34 that is rotatable with respect to the machine housing 28 is stored. The rotor 34 preferably has no own electrical connections and may for example have embedded or glued permanent magnets. The electric machine 12 can be designed in particular as a permanently excited DC machine.

Der Stator 32 weist einen Statorkern 36 auf, der in der Regel aus einer Mehrzahl von Statorblechen 38 aufgebaut ist. An dem Statorkern 36 sind eine oder mehrere Statorwicklungen 40 in an sich bekannter Weise festgelegt. An den axialen Enden des Stators 32 bildet die wenigstens eine Statorwicklung 40 jeweils einen Wicklungskopf 42a, 42b. The stator 32 has a stator core 36 on, which usually consists of a plurality of stator laminations 38 is constructed. At the stator core 36 are one or more stator windings 40 determined in a conventional manner. At the axial ends of the stator 32 forms the at least one stator winding 40 one winding head each 42a . 42b ,

Der Rotor 34 ist fest mit einer Rotorwelle 44 verbunden, die entlang einer Längsachse 46 ausgerichtet ist.The rotor 34 is fixed with a rotor shaft 44 connected along a longitudinal axis 46 is aligned.

Die Längsachse 46 ist vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Stufengetriebes 16, so dass die Koppeleinrichtung 14 auf einfache Weise als Stirnradsatz ausgebildet sein kann, wobei die Ankopplung an das Stufengetriebe 16 beispielsweise über ein Zahnrad erfolgen kann, das Teil eines Gangradsatzes des Stufengetriebes 16 ist. Das Stufengetriebe 16 ist vorzugsweise in Vorgelegebauweise mit Los- und Festrädern ausgebildet.The longitudinal axis 46 is preferably parallel to a longitudinal axis of the stepped transmission 16 , so that the coupling device 14 can be designed in a simple manner as a spur gear, wherein the coupling to the multi-step transmission 16 For example, via a gear can be done, the part of a gear set of the stepped transmission 16 is. The step transmission 16 is preferably formed in countershaft design with loose and fixed wheels.

Sofern das Maschinengehäuse 28 Teil des Getriebegehäuses 30 ist, ist es bevorzugt, wenn eine Trennebene 48 zwischen Gehäuseabschnitten des Getriebegehäuses 30 quer verläuft zu der Längsachse 46. Die Trennebene 48 kann dabei zwischen axialen Enden der elektrischen Maschine 12 angeordnet sein, so dass sich eine hohe Flexibilität hinsichtlich der axialen Lage der elektrischen Maschine 12 in Bezug auf das Stufengetriebe 16 ergibt.Unless the machine housing 28 Part of the gearbox 30 is, it is preferable if a parting plane 48 between housing sections of the transmission housing 30 transverse to the longitudinal axis 46 , The dividing plane 48 can between axial ends of the electric machine 12 be arranged so that a high flexibility with respect to the axial position of the electric machine 12 in relation to the stepped transmission 16 results.

Die elektrische Maschine 12 weist eine Kühlanordnung 50 auf. Die Kühlanordnung 50 ist als Fluid-Kühlanordnung ausgebildet und ist mit einer Fluidversorgungseinrichtung 52 verbunden.The electric machine 12 has a cooling arrangement 50 on. The cooling arrangement 50 is designed as a fluid-cooling arrangement and is provided with a fluid supply device 52 connected.

Die Fluidversorgungseinrichtung 52 beinhaltet beispielhaft eine Pumpe 56, die Kühlfluid 60 aus einem Reservoir 54 ansaugt und auf einer Druckseite der Pumpe 56 zur Verfügung stellt. Die Pumpe 56 wird vorzugsweise mittels eines Elektromotors 58 angetrieben. Die Druckseite der Pumpe 56 ist, gegebenenfalls über eine nicht näher dargestellte Ventilanordnung, zum einen mit der Kühlanordnung 50 verbunden. Zum anderen kann die Fluidversorgungseinrichtung 52 vorzugsweise mit dem Stufengetriebe 16 verbunden sein, gegebenenfalls über eine entsprechende Ventilanordnung. Die Fluidversorgungseinrichtung 52 kann in diesem Fall Fluid zum Schmieren und/oder Kühlen von Getriebekomponenten bereitstellen, beispielsweise von Radsätzen und Lagern des Stufengetriebes 16, aber auch zum Kühlen und Schmieren der Reibkupplungsanordnung 24.The fluid supply device 52 includes a pump by way of example 56 , the cooling fluid 60 from a reservoir 54 sucks and on a pressure side of the pump 56 provides. The pump 56 is preferably by means of an electric motor 58 driven. The pressure side of the pump 56 is, optionally via a valve arrangement, not shown, on the one hand with the cooling arrangement 50 connected. On the other hand, the fluid supply device 52 preferably with the stepped transmission 16 be connected, optionally via a corresponding valve assembly. The fluid supply device 52 may in this case provide fluid for lubricating and / or cooling transmission components, such as wheelsets and bearings of the stepped transmission 16 , but also for cooling and lubricating the friction clutch assembly 24 ,

Die Kühlanordnung 50 weist eine Mehrzahl von über den Umfang der elektrischen Maschine 12 verteilt angeordneten Kühlkanälen 64 auf. Die Kühlkanäle 64 sind jeweils im Bereich eines Außenumfanges 66 des Stators 32 angeordnet und sind vorzugsweise parallel zu der Längsachse 46 ausgerichtet. Insbesondere sind die Kühlkanäle 64 jeweils zwischen einem Innenumfangsabschnitt des Maschinengehäuses 28 und einem Außenumfangsabschnitt des Statorkerns 36 ausgebildet. Hierdurch kann in dem Stator 32 entstehende Wärme effizient von einem Kühlfluid übernommen werden, das durch die Kühlkanäle 64 strömt.The cooling arrangement 50 has a plurality of over the circumference of the electric machine 12 distributed cooling channels 64 on. The cooling channels 64 are each in the range of an outer circumference 66 of the stator 32 arranged and are preferably parallel to the longitudinal axis 46 aligned. In particular, the cooling channels 64 each between an inner peripheral portion of the machine housing 28 and an outer peripheral portion of the stator core 36 educated. This can be in the stator 32 resulting heat can be efficiently absorbed by a cooling fluid passing through the cooling channels 64 flows.

Die Kühlkanäle 64 sind an einen Zuführkanal 68 angeschlossen, der beispielsweise in einer Wand des Maschinengehäuses 28 ausgebildet sein kann. Bei 70 ist schematisch angedeutet, dass das verwendete Kühlfluid 60, das Wärme von der elektrischen Maschine 12 aufgenommen hat, in das Reservoir 54 zurückgeführt wird.The cooling channels 64 are to a feed channel 68 connected, for example, in a wall of the machine housing 28 can be trained. at 70 is schematically indicated that the cooling fluid used 60 , the heat from the electric machine 12 has taken up, in the reservoir 54 is returned.

Das Reservoir 54 kann beispielsweise ein Fluidsumpf des Getriebegehäuses 30 sein. Das Kühlfluid 60 kann insbesondere ein Getriebeöl sein, vorzugsweise ein ATF-Öl.The reservoir 54 For example, a fluid sump of the transmission housing 30 be. The cooling fluid 60 may in particular be a gear oil, preferably an ATF oil.

Die Rotorwelle 44 weist einen Wellenkanal 72 auf, der nach der Art einer Bohrung ausgebildet sein kann oder als Ringkanal ausgebildet sein kann. In 1 ist der Wellenkanal 72 als Bohrung ausgebildet, die sich zentral durch die Rotorwelle 44 parallel zu der Längsachse 46 erstreckt. Der Rotor 34 weist ein erstes axiales Ende 74 und ein zweites axiales Ende 76 auf. Der Wellenkanal 72 erstreckt sich in axialer Richtung zumindest von dem ersten axialen Ende zu dem zweiten axialen Ende 76.The rotor shaft 44 has a wave channel 72 on, which may be formed in the manner of a bore or may be formed as an annular channel. In 1 is the wave channel 72 formed as a bore, which is centrally through the rotor shaft 44 parallel to the longitudinal axis 46 extends. The rotor 34 has a first axial end 74 and a second axial end 76 on. The wave channel 72 extends in the axial direction at least from the first axial end to the second axial end 76 ,

Der Wellenkanal 72 ist ebenfalls mit der Druckseite der Pumpe 56 verbunden, gegebenenfalls über eine Ventilanordnung. Dabei kann der Anschluss des Wellenkanals 72 an die Pumpe 56 auch über den Zuführkanal 68 erfolgen, sofern dies sinnvoll erscheint.The wave channel 72 is also with the pressure side of the pump 56 connected, optionally via a valve arrangement. In this case, the connection of the wave channel 72 to the pump 56 also over the feed channel 68 if deemed appropriate.

Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Zufluss von Kühlfluid 60 zu dem Zuführkanal 68 einerseits und zu dem Wellenkanal 72 andererseits getrennt steuerbar voneinander erfolgen kann (über geeignete Ventilanordnungen), um auf diese Weise eine bedarfsweise Kühlung der elektrischen Maschine 12 zu realisieren.However, it is preferred if the inflow of cooling fluid 60 to the feed channel 68 on the one hand and to the wave channel 72 On the other hand, separately controllable from each other can be done (via suitable valve assemblies), in this way, if necessary, cooling the electric machine 12 to realize.

Über das durch den Wellenkanal 72 strömende Kühlfluid 60 kann in dem Rotor 34 entstandene Wärme effizient abgeführt werden.About that through the wave channel 72 flowing cooling fluid 60 can in the rotor 34 resulting heat to be dissipated efficiently.

Im Bereich des ersten axialen Endes 74, und zwar in einem gegenüber dem axialen Ende 74 axial überstehenden Bereich der Rotorwelle 44, ist wenigstens eine erste Radialbohrung 78 ausgebildet. In entsprechender Weise ist es bevorzugt, wenn im Bereich des zweiten axialen Endes 76 wenigstens eine zweite Radialbohrung 80 ausgebildet ist, wobei sich die Radialbohrungen 78, 80 jeweils von dem Wellenkanal 72 bis zu einem Umfangsabschnitt 82 der Rotorwelle 44 erstrecken.In the area of the first axial end 74 , in one opposite the axial end 74 axially projecting portion of the rotor shaft 44 , is at least a first radial bore 78 educated. In a corresponding manner, it is preferred if in the region of the second axial end 76 at least one second radial bore 80 is formed, wherein the radial bores 78 . 80 each of the wave channel 72 to a peripheral portion 82 the rotor shaft 44 extend.

Die Radialbohrungen 78, 80 sind in axialer Richtung vorzugsweise mit den Wicklungsköpfen 42a, 42b ausgerichtet. Im Betrieb wird daher in den Wellenkanal 72 einströmendes Fluid in radialer Richtung über die Radialbohrungen 78, 80 nach außen geschleudert (insbesondere bei einer Drehung der Rotorwelle 44), und zwar auf einen Innenumfangsabschnitt 84 der Wicklungsköpfe 42a, 42b. Hierdurch können die Wicklungsköpfe 42a, 42b effizient von radial innen gekühlt werden.The radial bores 78 . 80 are preferably in the axial direction with the winding heads 42a . 42b aligned. In operation, therefore, in the wave channel 72 inflowing fluid in the radial direction via the radial bores 78 . 80 thrown outwards (especially with a rotation of the rotor shaft 44 ), on an inner peripheral portion 84 the winding heads 42a . 42b , This allows the winding heads 42a . 42b be efficiently cooled by radially inward.

Bei 86 ist eine weitere Radialbohrung in der Rotorwelle 44 gezeigt, die gegebenenfalls axial versetzt gegenüber dem zugeordneten Wicklungskopf 42b angeordnet sein kann. Ferner ist in 1 in schematischer Form ein Fluidführungselement 88 dargestellt, das beispielsweise als Leitblech oder dergleichen ausgebildet sein kann, insbesondere als Ringblech.at 86 is another radial bore in the rotor shaft 44 shown, which optionally offset axially relative to the associated winding head 42b can be arranged. Furthermore, in 1 in schematic form, a fluid guiding element 88 represented, for example, as a baffle or the like may be formed, in particular as a ring plate.

Über das Fluidführungselement 88 kann aus der dritten Radialbohrung 86 austretendes Kühlfluid 60 gezielt gerichtet, geführt und/oder umgelenkt werden. Beispielsweise kann das Kühlfluid 60 dabei auf den Innenumfangsabschnitt 84 des zugeordneten Wicklungskopfes 42 gerichtet werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mittels des Fluidführungselementes 88 Kühlfluid 60 auf das zugeordnete axiale Ende 76 des Rotors 34 zu führen, also insbesondere auf eine Stirnseite des Rotors 34. Hierdurch kann Wärme des Rotors nicht nur radial nach innen über das in dem Wellenkanal 72 strömende Kühlfluid abgeführt werden, sondern auch in axialer Richtung.About the fluid guide element 88 can from the third radial bore 86 exiting cooling fluid 60 be targeted, guided and / or diverted. For example, the cooling fluid 60 while on the inner peripheral portion 84 the associated winding head 42 be directed. Alternatively or additionally, it is possible by means of the fluid guide element 88 cooling fluid 60 on the associated axial end 76 of the rotor 34 to lead, ie in particular on an end face of the rotor 34 , This allows heat of the rotor not only radially inward beyond that in the shaft channel 72 flowing cooling fluid are discharged, but also in the axial direction.

Bei 90 ist gezeigt, dass das Maschinengehäuse 28 wenigstens einen Axialkanal aufweisen kann, der in axialer Richtung auf eine Stirnseite des Rotors gerichtet ist, im vorliegenden Fall auf die Stirnseite des ersten axialen Endes 74. Der Axialkanal 90 kann dabei mit dem Zuführkanal 68 verbunden sein. Auch über diese Maßnahme kann Kühlfluid folglich auf die Stirnseiten des Rotors gerichtet werden.at 90 is shown that the machine housing 28 may have at least one axial channel which is directed in the axial direction on an end face of the rotor, in the present case on the end face of the first axial end 74 , The axial channel 90 can do this with the feed channel 68 be connected. As a result of this measure, cooling fluid can consequently be directed onto the end faces of the rotor.

Zur Verbindung der Kühlkanäle 64 und des Zuführkanals 68 ist eine erste Ringkanaleinrichtung 92 vorgesehen. Die erste Ringkanaleinrichtung 92 ist in axialer Richtung benachbart zu den Kühlkanälen 64 angeordnet und ist in radialer Richtung gesehen außerhalb des zugeordneten Wicklungskopfes 42a angeordnet. Die erste Ringkanaleinrichtung 92 erstreckt sich über einen Winkelbereich von vorzugsweise 330° bis 360° und gibt vorzugsweise eine Strömungsrichtung vor, wie es in 1 schematisch angedeutet ist. Über die erste Ringkanaleinrichtung 92, die auf der den Kühlkanälen zugewandten Seite mit zugeordneten Öffnungen versehen ist, kann das über den Zuführkanal 68 zugeführte Kühlfluid 60 folglich auf die Mehrzahl von Kühlkanälen 64 verteilt werden. In einer Ausführungsform sind die Kühlkanäle 64 auf diese Weise sämtlich parallel an den Zuführkanal 68 angeschlossen. In einer Variante, die nachstehend noch im Detail erörtert werden wird, bilden jeweils zwei, drei oder mehr Kühlkanäle eine Mäanderanordnung, wobei eine Mehrzahl von Mäanderanordnungen über den Außenumfang des Stators 32 verteilt angeordnet ist. In diesem Fall können die Mäanderanordnungen parallel an den Zuführkanal 68 angeschlossen werden, und zwar mittels der ersten Ringkanaleinrichtung 92.For connecting the cooling channels 64 and the feed channel 68 is a first ring channel device 92 intended. The first ring channel device 92 is in the axial direction adjacent to the cooling channels 64 arranged and is seen in the radial direction outside of the associated winding head 42a arranged. The first ring channel device 92 extends over an angular range of preferably 330 ° to 360 ° and preferably provides a flow direction, as in 1 is indicated schematically. About the first ring channel device 92 , which is provided on the side facing the cooling channels with associated openings, that via the feed channel 68 supplied cooling fluid 60 consequently on the plurality of cooling channels 64 be distributed. In one embodiment, the cooling channels 64 in this way all parallel to the feed channel 68 connected. In a variant, which will be discussed in detail below, in each case two, three or more cooling channels form a meander arrangement, wherein a plurality of meander arrangements over the outer circumference of the stator 32 is arranged distributed. In this case, the meander arrangements can be parallel to the feed channel 68 be connected, by means of the first ring channel device 92 ,

Auf der axial gegenüberliegenden Seite des Stators 32 ist eine zweite Ringkanaleinrichtung 94 vorgesehen. Die zweite Ringkanaleinrichtung 94 ist mit den Abflussseiten der Kühlkanäle 64 (oder der Mäanderanordnungen) verbunden und ist ferner mit der Rückführung 70 verbunden, um auf diese Weise das in den Kühlkanälen 64 erwärmte Kühlfluid 60 in das Reservoir 54 zurückführen zu können.On the axially opposite side of the stator 32 is a second ring channel device 94 intended. The second ring channel device 94 is with the drainage sides of the cooling channels 64 (or the meander assemblies) and is also connected to the feedback 70 connected to this way in the cooling channels 64 heated cooling fluid 60 in the reservoir 54 to be able to lead back.

Sofern die Kühlkanäle 64 sämtlich parallel an den Zuführkanal 68 angeschlossen sind, kann das Kühlfluid 60 aus den Kühlkanälen 64 auch frei austreten, ohne vorab in einer zweiten Ringkanaleinrichtung 94 ”gesammelt” zu werden.Unless the cooling channels 64 all parallel to the feed channel 68 connected, the cooling fluid 60 from the cooling channels 64 also freely emerge, without advance in a second ring channel device 94 To be "collected".

Die zweite Ringkanaleinrichtung 94 erstreckt sich vorzugsweise ebenfalls über einen Winkelbereich von wenigstens 330° und kleiner gleich 360°.The second ring channel device 94 preferably also extends over an angular range of at least 330 ° and less than or equal to 360 °.

Mittels der Kühlanordnung 50 ist es ferner möglich, Kühlfluid 60 auf einen Außenumfangsabschnitt 96 der Wicklungsköpfe 42a bzw. 42b zu führen. In einer Variante dient hierzu ein erster Verbindungskanal 98, der, wie es in 2 gezeigt ist, direkt mit dem Zuführkanal 68 verbunden ist. Der erste Verbindungskanal 98 ist vorzugsweise in dem Maschinengehäuse 28 ausgebildet und ist in axialer Richtung mit dem Wicklungskopf 42a ausgerichtet. Hierdurch kann Kühlfluid 60 auf den Außenumfangsabschnitt 96 des Wicklungskopfes 42a (und/oder 42b) geführt werden.By means of the cooling arrangement 50 it is also possible, cooling fluid 60 on an outer peripheral portion 96 the winding heads 42a respectively. 42b respectively. In a variant, a first connecting channel is used for this purpose 98 who, like it in 2 is shown, directly to the feed channel 68 connected is. The first connection channel 98 is preferably in the machine housing 28 formed and is in the axial direction with the winding head 42a aligned. As a result, cooling fluid 60 on the outer peripheral portion 96 of the winding head 42a (and or 42b ).

In einer weiteren Variante ist es möglich, Kühlfluid 60 auf den Außenumfangsabschnitt 96 des Wicklungskopfes 42a, 42b zu führen, indem die erste Ringkanaleinrichtung 92 und/oder die zweite Ringkanaleinrichtung 94 einen zweiten Verbindungskanal 100 aufweist, der in einer radial innen liegenden Wand der Ringkanaleinrichtung 92, 94 ausgebildet ist. Auch dies ist schematisch in 2 angedeutet. In 2 ist auch gezeigt, dass das Kühlfluid 60 sowohl über den ersten Verbindungskanal 98 als auch über den zweiten Verbindungskanal 100 auf den Außenumfangsabschnitt 96 des Wicklungskopfes 42a geführt werden kann. Ein erster Verbindungskanal 100 ist jedoch in schematischer Form auch in 1 in Bezug auf die Ringkanaleinrichtungen 92, 94 dargestellt.In a further variant it is possible to use cooling fluid 60 on the outer peripheral portion 96 of the winding head 42a . 42b lead by the first ring channel device 92 and / or the second annular channel device 94 a second connection channel 100 having, in a radially inner wall of the annular channel device 92 . 94 is trained. Again, this is schematic in 2 indicated. In 2 is also shown that the cooling fluid 60 both over the first connection channel 98 as well as via the second connection channel 100 on the outer peripheral portion 96 of the winding head 42a can be performed. A first connection channel 100 is however also in schematic form in 1 in Reference to the annular channel devices 92 . 94 shown.

Das von radial innen (über die Radialbohrungen 78, 80, 86) auf die Wicklungsköpfe 42a, 42b geführte Kühlfluid 60 und/oder das von radial außen auf den Außenumfangsabschnitt 96 der Wicklungsköpfe 42a, 42b geführte Fluid (über die Verbindungskanäle 98 und/oder 100) kann dabei an den jeweiligen Wicklungsköpfen 42a, 42b außenumfänglich vorbeiströmen, und zwar verursacht durch die Schwerkraft.That from radially inward (over the radial bores 78 . 80 . 86 ) on the winding heads 42a . 42b guided cooling fluid 60 and / or the radially outward on the outer peripheral portion 96 the winding heads 42a . 42b guided fluid (via the connecting channels 98 and or 100 ) can at the respective winding heads 42a . 42b Flow around the outside, caused by gravity.

In einer bevorzugten Variante weisen die Wicklungsköpfe 42a, 42b jeweils wenigstens eine Durchbrechung 102 auf, die vorzugsweise radial ausgerichtet ist. Hierdurch kann das auf die Wicklungsköpfe 42a, 42b geführte Kühlfluid 60 durch die Wicklungsköpfe 42a, 42b hindurch geführt werden, um Wärme aus einem zentralen Bereich der Wicklungsköpfe 42a, 42b abführen zu können.In a preferred variant, the winding heads 42a . 42b in each case at least one opening 102 which is preferably radially aligned. This can do this on the winding heads 42a . 42b guided cooling fluid 60 through the winding heads 42a . 42b be passed through to heat from a central area of the winding heads 42a . 42b to be able to pay.

In den nachfolgenden Figuren werden weitere Ausführungsformen von elektrischen Maschinen bzw. Antriebssträngen dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell den oben beschriebenen Ausführungsformen entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.In the following figures, further embodiments of electrical machines or drive trains are shown, which generally correspond in terms of structure and operation to the embodiments described above. The same elements are therefore identified by the same reference numerals. The following section essentially explains the differences.

3 zeigt eine Querschnittsansicht einer elektrischen Maschine 12 in schematischer Form. Hier ist gezeigt, dass über den Umfang der elektrischen Maschine 12 eine Mehrzahl von Kühlkanälen 64 ausgebildet sind, die jeweils in axialer Richtung ausgerichtet sind. Die Kühlkanäle 64 sind jeweils durch Stege voneinander getrennt. 3 shows a cross-sectional view of an electric machine 12 in schematic form. Here is shown that about the scope of the electric machine 12 a plurality of cooling channels 64 are formed, which are each aligned in the axial direction. The cooling channels 64 are each separated by webs.

In einer Ausführungsform sind die Stege durch Vorsprünge 104 des Statorkerns 36 gebildet. In diesem Fall können beispielsweise die Statorbleche 38 am Außenumfang in geeigneter Weise verzahnt ausgebildet sein.In one embodiment, the webs are protrusions 104 of the stator core 36 educated. In this case, for example, the stator laminations 38 be formed on the outer circumference in a suitable manner toothed.

In einer alternativen Ausführungsform sind die Stege durch Vorsprünge 106 des Maschinengehäuses 28 gebildet, die sich von einem Innenumfangsabschnitt des Maschinengehäuses 28 radial nach innen erstrecken.In an alternative embodiment, the webs are by projections 106 of the machine housing 28 formed, extending from an inner peripheral portion of the machine housing 28 extend radially inward.

In einer dritten Variante können die Stege durch Profilelemente gebildet sein. Die Profilelemente können einfache Längsstege sein, wie es schematisch bei 108 dargestellt ist. Die Profilelemente können jedoch auch komplexere Formen aufweisen, die beispielsweise die Kühlkanäle 64 über eine Umfangswand gegenüber dem Maschinengehäuse 28 abgrenzen, wie es in 3 schematisch bei 110 gezeigt ist.In a third variant, the webs may be formed by profile elements. The profile elements may be simple longitudinal webs, as shown schematically in 108 is shown. However, the profile elements may also have more complex shapes, such as the cooling channels 64 via a peripheral wall relative to the machine housing 28 delineate as it is in 3 schematically at 110 is shown.

4 zeigt eine Variante einer Rotorwelle 44. Die Rotorwelle 44 wird im Betrieb in einer bevorzugten Drehrichtung 114 gedreht, die bei der Verwendung der elektrischen Maschine 12 in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang jener Richtung entspricht, bei der das Fahrzeug vorwärts fährt. 4 shows a variant of a rotor shaft 44 , The rotor shaft 44 becomes in operation in a preferred direction of rotation 114 rotated when using the electric machine 12 in an automotive driveline corresponds to the direction in which the vehicle is moving forward.

Der Wellenkanal 72 weist dabei eine Förderkontur 112 auf, wobei die Förderkontur 112 so ausgebildet ist, dass bei Drehung der Rotorwelle 44 in der bevorzugten Drehrichtung 114 Fluid in einer axialen Richtung 115 gefördert wird, wie es in 4 schematisch angedeutet ist. Bei der elektrischen Maschine 12 der 1 kann die Förderrichtung beispielsweise von dem ersten axialen Ende 74 in Richtung hin zu dem zweiten axialen Ende 76 ausgerichtet sein.The wave channel 72 has a conveying contour 112 on, wherein the conveying contour 112 is formed so that upon rotation of the rotor shaft 44 in the preferred direction of rotation 114 Fluid in an axial direction 115 is promoted as it is in 4 is indicated schematically. At the electric machine 12 of the 1 For example, the conveying direction may be from the first axial end 74 toward the second axial end 76 be aligned.

Wie oben erwähnt, können die Mehrzahl von Kühlkanälen 64 jeweils parallel an einen einzelnen Zuführkanal 68 angeschlossen sein, der mit der Fluidversorgungseinrichtung 52 verbunden ist.As mentioned above, the plurality of cooling channels 64 each parallel to a single feed channel 68 connected to the fluid supply device 52 connected is.

In einer bevorzugten Variante sind jedoch wenigstens zwei der Kühlkanäle 64 im Bereich ihrer Enden unter Bildung einer Mäanderanordnung miteinander verbunden, wobei im Bereich des Außenumfanges 66 des Stators 32 eine Mehrzahl derartiger Mäanderanordnungen angeordnet ist, die parallel an eine Fluidversorgungseinrichtung 52 angeschlossen sind.In a preferred variant, however, at least two of the cooling channels 64 connected in the region of their ends to form a meander arrangement, wherein in the region of the outer circumference 66 of the stator 32 a plurality of such Meander arrangements is arranged, which in parallel to a fluid supply device 52 are connected.

In den 5 und 6 sind derartige Ausführungsformen schematisch dargestellt. Die 5 und 6 stellen dabei jeweils Abwicklungen eines Teilbereiches des Stators 32 dar, wobei eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Kühlkanälen 64a bis 64h schematisch dargestellt ist.In the 5 and 6 such embodiments are shown schematically. The 5 and 6 in each case make developments of a portion of the stator 32 wherein a plurality of circumferentially spaced cooling channels 64a to 64h is shown schematically.

Jeweils zwei (oder gegebenenfalls mehr) Kühlkanäle 64 können dabei über jeweilige Verbindungseinrichtungen 116 an ihren Enden miteinander verbunden sein. In 5 sind schematisch drei unterschiedliche Mäanderanordnungen 118a, 118b, 118c dargestellt.Two (or possibly more) cooling channels 64 can thereby via respective connecting devices 116 be connected together at their ends. In 5 are schematically three different Meander arrangements 118a . 118b . 118c shown.

Die erste Mäanderanordnung 118a weist drei Kühlkanäle 64a, 64b, 64c auf. Der Kühlkanal 64a ist an den Zuführkanal 68 angeschlossen. An dem axial gegenüberliegenden Ende sind die Kühlkanäle 64a, 64b mittels einer Verbindungseinrichtung 116 miteinander verbunden. Die Kühlkanäle 64b, 64c sind an dem axialen zuführseitigen Ende der Kühlkanäle mittels einer weiteren Verbindungseinrichtung 116 miteinander verbunden. Ein Abfluss der Mäanderanordnung 118a ist an dem dem Zufluss entgegengesetzten axialen Ende ausgebildet. Eine zweite Mäanderanordnung 118b weist nur zwei Kühlkanäle 64d, 64e auf, die über eine Verbindungseinrichtung 116 an einem axialen Ende miteinander verbunden sind. Am anderen axialen Ende ist ein Zufluss mit dem Kühlkanal 64d verbunden, und ein Abfluss mit dem Kühlkanal 64e. Der Abfluss des Kühlkanals 64e könnte jedoch auch über eine Verbindungseinrichtung 116 mit dem benachbarten Kühlkanal 64f verbunden sein, wie es in 5 gestrichelt dargestellt ist.The first meander arrangement 118a has three cooling channels 64a . 64b . 64c on. The cooling channel 64a is to the feed channel 68 connected. At the axially opposite end are the cooling channels 64a . 64b by means of a connection device 116 connected with each other. The cooling channels 64b . 64c are at the axial feed side end of the cooling channels by means of another connecting device 116 connected with each other. An outflow of the meander arrangement 118a is formed at the inflow axial end opposite. A second meander arrangement 118b has only two cooling channels 64d . 64e on, via a connecting device 116 are connected together at one axial end. At the other axial end is an inflow with the cooling channel 64d connected, and a drain with the cooling channel 64e , The drain of the cooling channel 64e however, could also be via a connection device 116 with the adjacent cooling channel 64f be connected as it is in 5 is shown in dashed lines.

In 5 ist auch gezeigt, dass es nicht notwendig ist, dass sämtliche Kühlkanäle einer elektrischen Maschine in Mäanderanordnungen 118 miteinander verbunden sind. Bei 64f ist ein Kühlkanal gezeigt, der keiner Mäanderanordnung angehört und folglich einen Zufluss auf der einen axialen Seite und einen Abfluss auf der anderen axialen Seite aufweist.In 5 is also shown that it is not necessary that all the cooling channels of an electric machine in Meander arrangements 118 connected to each other. at 64f a cooling channel is shown which does not belong to a meander arrangement and consequently has an inflow on one axial side and an outflow on the other axial side.

Eine dritte Mäanderanordnung 118c ist für die Kühlkanäle 64g, 64h gezeigt. Die Mäanderanordnung 118c entspricht der Mäanderanordnung 118b.A third meander arrangement 118c is for the cooling channels 64g . 64h shown. The meander arrangement 118c corresponds to the meander arrangement 118b ,

Gegenüber einer parallelen Versorgung sämtlicher Kühlkanäle an einem axialen Ende mit einem Austritt am anderen axialen Ende wird durch das Bereitstellen solcher Mäanderanordnungen erreicht, dass die elektrische Maschine in Längsrichtung gesehen gleichmäßiger gekühlt werden kann. Da die Temperatur des Kühlfluides von dem Zufluss einer Mäanderanordnung 118 zu deren Abfluss in der Regel kontinuierlich zunimmt, kann über die Mäanderführung erreicht werden, dass benachbart zu dem Bereich, bei dem relativ kaltes Kühlfluid zugeführt wird, auch relativ weit erwärmtes Fluid zur Kühlung dieses Umfangsbereiches verwendet wird.Compared to a parallel supply of all the cooling channels at one axial end with an outlet at the other axial end is achieved by providing such meander arrangements that the electrical machine seen in the longitudinal direction can be cooled more uniformly. Since the temperature of the cooling fluid from the inflow of a meander arrangement 118 to the outflow usually increases continuously, can be achieved via the meander that adjacent to the region in which relatively cold cooling fluid is supplied, and relatively widely heated fluid is used to cool this peripheral region.

Demzufolge wird ein starker Temperaturgradient in axialer Richtung vermieden.As a result, a strong temperature gradient in the axial direction is avoided.

Gegenüber Anordnungen, bei denen eine Mäanderanordnung oder eine Spiralform mit einem einzelnen Zufluss und einem einzelnen Abfluss über den gesamten Umfang der elektrischen Maschine verteilt ist, kann durch die Ausbildung der mehreren Mäanderanordnungen erreicht werden, dass die Summe der jeweiligen Leitungswiderstände bzw. der Gesamtleistungswiderstand verringert wird. Demzufolge ist ein geringerer Fließdruck notwendig, so dass von der Pumpe 56 ein geringerer Druck bereitgestellt werden muss.Compared to arrangements in which a meander arrangement or a spiral shape with a single inflow and a single outflow is distributed over the entire circumference of the electrical machine, it can be achieved by the formation of the plurality of meander arrangements that the sum of the respective line resistances or the total power resistance is reduced , As a result, a lower flow pressure is necessary so that of the pump 56 a lesser pressure must be provided.

In 6 ist eine Variante gezeigt, bei der an den axialen Enden der elektrischen Maschine jeweils eine Ringkanaleinrichtung 92 bzw. 94 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die Verbindungseinrichtungen 116 jeweils durch Umfangsabschnitte der Ringkanaleinrichtungen 92, 94 gebildet und vorzugsweise einstückig mit den Ringkanaleinrichtungen 92, 94 ausgebildet, beispielsweise durch Auswölbungen oder dergleichen.In 6 a variant is shown in which at the axial ends of the electrical machine in each case an annular channel device 92 respectively. 94 is arranged. In the illustrated embodiment, the connection means 116 each by peripheral portions of the annular channel means 92 . 94 formed and preferably in one piece with the annular channel means 92 . 94 formed, for example, by bulges or the like.

Bei der Ausführungsform der 6 sind über den Umfang verteilt jeweils Mäanderanordnungen 118a, 118b, 118c angeordnet, die jeweils drei Kühlkanäle beinhalten, ähnlich der Ausführungsform der Mäanderanordnung 118a der 5.In the embodiment of the 6 are meander arrangements distributed over the circumference 118a . 118b . 118c arranged, each containing three cooling channels, similar to the embodiment of the meander arrangement 118a of the 5 ,

Die Ringkanaleinrichtungen 92, 94 weisen dabei jeweils Axialwände auf, die benachbart sind zu dem Stator 32. Diese Axialwände beinhalten dabei zum einen die Verbindungseinrichtungen 116 und weisen ferner an geeigneten Stellen Öffnungen für den Zufluss bzw. den Abfluss der Mäanderanordnungen auf.The ring channel devices 92 . 94 each have axial walls which are adjacent to the stator 32 , These axial walls contain on the one hand the connecting devices 116 and also have at appropriate locations openings for the inflow and outflow of the meander arrangements.

In 6 ist ferner schematisch dargestellt, dass Wicklungsköpfe 42a, 42b gegenüber den axialen Enden des Statorkerns 36 vorstehen. Die Ringkanaleinrichtungen 92, 94 sind in axialer Richtung mit den Wicklungsköpfen 42a bzw. 42b ausgerichtet und können jeweils zweite Verbindungskanäle 100 aufweisen, über die Kühlfluid 60 auf Außenumfangsabschnitte der Wicklungsköpfe 42a, 42b geführt werden kann.In 6 is also shown schematically that winding heads 42a . 42b opposite the axial ends of the stator core 36 protrude. The ring channel devices 92 . 94 are in the axial direction with the winding heads 42a respectively. 42b aligned and can each have second connection channels 100 have, over the cooling fluid 60 on outer peripheral portions of the winding heads 42a . 42b can be performed.

In den 7 bis 9 ist eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Maschine gezeigt, die eine Ringkanaleinrichtung 92 an einem axialen Ende aufweist. Es versteht sich jedoch, dass eine entsprechende Ringkanaleinrichtung auch an einem anderen axialen Ende vorgesehen sein kann.In the 7 to 9 a further embodiment of an electrical machine is shown, which is an annular channel device 92 at an axial end. It is understood, however, that a corresponding annular channel device can also be provided at another axial end.

In 7 ist dabei zunächst gezeigt, dass das Getriebegehäuse 30, das im vorliegenden Fall das Maschinengehäuse 28 bildet, zwei Gehäuseteile 120, 122 aufweisen kann, die in einer Trennebene 48 miteinander verbunden sind, die quer zu der Längsachse 46 ausgerichtet ist und zwischen axialen Enden der elektrischen Maschine angeordnet ist.In 7 It is shown first that the gearbox 30 , in the present case, the machine housing 28 forms, two housing parts 120 . 122 may have, in a parting plane 48 connected to each other, which are transverse to the longitudinal axis 46 is aligned and disposed between axial ends of the electric machine.

Die Gehäuseteile 120, 122 sind dabei über eine schematisch angedeutete Verbindungseinrichtung (beispielsweise Bolzen) in axialer Richtung miteinander verbunden.The housing parts 120 . 122 are connected to each other via a schematically indicated connecting device (for example, bolts) in the axial direction.

Die Ringkanaleinrichtung 92 weist ein erstes Ringkanalteil 123 und ein zweites Ringkanalteil 124 auf, die gemeinsam einen Ringkanal 126 einschließen.The ring channel device 92 has a first annular channel part 123 and a second annular channel part 124 on that together a ring channel 126 lock in.

Die Ringkanalteile 123, 124 sind dabei mit axialer Überlappung zusammengesetzt, so dass ein Toleranzausgleich in axialer Richtung erfolgen kann. Das erste Ringkanalteil 123 ist dabei starr mit dem Stator 32 verbunden. Das zweite Ringkanalteil 124 ist starr mit dem Maschinengehäuse bzw. Getriebegehäuse 30 verbunden, vorliegend mit dem ersten Gehäuseteil 120.The ring channel parts 123 . 124 are assembled with axial overlap, so that a tolerance compensation can be done in the axial direction. The first ring channel part 123 is rigid with the stator 32 connected. The second ring channel part 124 is rigid with the machine housing or gear housing 30 connected, in this case with the first housing part 120 ,

Da die Herstellung von Statoren 32 mit relativ großen Toleranzen hinsichtlich der axialen Erstreckung behaftet ist, kann durch die axiale Überlappung ein Toleranzausgleich bei der Montage erzielt werden, wie er in 8 schematisch bei 134 angedeutet ist.Since the production of stators 32 is associated with relatively large tolerances with respect to the axial extent, can be achieved by the axial overlap tolerance compensation during assembly, as in 8th schematically at 134 is indicated.

8, die eine Teilansicht der Ringkanaleinrichtung 92 der 7 zeigt, zeigt ferner, dass das erste Ringkanalteil 123 im Längsschnitt U-förmig ist, mit einem U-Boden, der benachbart ist zu den Kühlkanälen 64. In der Axialwand 130, die durch den U-Boden gebildet ist, ist daher vorzugsweise eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 128 zur Verbindung von Kühlkanälen mit dem Ringkanal 126 vorgesehen. Die Durchgangsöffnungen 128 können dabei mit einzelnen Kühlkanälen 64 verbunden sein, oder mit Mäanderanordnungen 118. 8th which is a partial view of the annular channel device 92 of the 7 shows further shows that the first annular channel part 123 in longitudinal section is U-shaped, with a U-bottom, which is adjacent to the cooling channels 64 , In the axial wall 130 formed by the U-bottom is therefore preferably a plurality of through holes 128 for connecting cooling channels with the annular channel 126 intended. The passage openings 128 can do this with individual cooling channels 64 be connected or with meander arrangements 118 ,

Die Axialwand bzw. Ringwand 130 ist mit einem ersten U-Schenkel verbunden, der radial innen angeordnet ist, und mit einem zweiten U-Schenkel, der radial außen angeordnet ist. Der radial innen liegende U-Schenkel ist in axialer Richtung länger ausgebildet als der radial außen liegende U-Schenkel. Das erste Ringkanalteil 123 kann als Blechteil ausgebildet sein, das gebogen und/oder gezogen ist.The axial wall or annular wall 130 is connected to a first U-leg, which is arranged radially inwardly, and with a second U-leg, which is arranged radially outward. The radially inner U-leg is formed longer in the axial direction than the radially outer U-leg. The first ring channel part 123 may be formed as a sheet metal part, which is bent and / or pulled.

Das zweite Ringkanalteil 124 kann als Gussteil ausgebildet sein und ist im Längsschnitt L-förmig, mit einem L-Arm, der sich in axialer Richtung erstreckt und auf dem radial außen liegenden U-Schenkel des ersten Ringkanalteils 123 aufliegt. Das zweite Ringkanalteil 124 weist einen L-Schenkel auf, der sich in radialer Richtung erstreckt und auf einer radialen Außenseite des radial innen liegenden U-Schenkels des ersten Ringkanalteils 123 aufliegt. Die Ringkanalteile 123, 124 schließen folglich einen Ringkanal 126 ein. Die Ringwand 130 des ersten Ringkanalteils 123 kann dabei an einem Ringbund 132 des Stators 32 anliegen.The second ring channel part 124 may be formed as a casting and is in longitudinal section L-shaped, with an L-arm which extends in the axial direction and on the radially outer U-leg of the first annular channel part 123 rests. The second ring channel part 124 has an L-leg which extends in the radial direction and on a radial outer side of the radially inner U-leg of the first annular channel part 123 rests. The ring channel parts 123 . 124 thus close a ring channel 126 one. The ring wall 130 of the first annular channel part 123 can do this on a ring collar 132 of the stator 32 issue.

Der sich radial erstreckende L-Boden des zweiten Ringkanalteils 124 bildet eine zweite Ringwand bzw. Axialwand 136, die in axialer Richtung von der ersten Ringwand 130 beabstandet ist.The radially extending L-bottom of the second annular channel part 124 forms a second annular wall or axial wall 136 extending in the axial direction from the first ring wall 130 is spaced.

In der radial innen liegenden Wand, die durch den radial innen liegenden U-Schenkel des ersten Ringkanalteils 123 gebildet ist, können zweite Verbindungskanäle 100 ausgebildet sein, wie es in 8 schematisch angedeutet ist.In the radially inner wall, through the radially inner U-leg of the first annular channel part 123 is formed, second connection channels 100 be trained as it is in 8th is indicated schematically.

9 zeigt, dass das erste Ringkanalteil 123 in dem axialen Bereich, der durch den radial außen liegenden U-Schenkel definiert ist, Auswölbungen 138 aufweisen kann. Die Auswölbungen 138 können dabei Verbindungseinrichtungen 116 bilden, wie sie für Mäanderanordnungen 118 der 5 und 6 geeignet sind. Die Verbindungseinrichtungen 116 werden dabei in axialer Richtung durch die Auswölbungen 138 begrenzt. In radialer Richtung sind die Verbindungseinrichtungen 116 durch die U-Schenkel des ersten Ringkanalteils 123 begrenzt. 9 shows that the first ring channel part 123 in the axial region, which is defined by the radially outer U-legs, bulges 138 can have. The bulges 138 can connect devices 116 form as they are for meandering arrangements 118 of the 5 and 6 are suitable. The connecting devices 116 are doing in the axial direction through the bulges 138 limited. In the radial direction are the connecting devices 116 through the U-legs of the first annular channel part 123 limited.

In 8 ist bei 140 dargestellt, dass zwischen den aneinander anliegenden Flächen der Ringkanalteile 123, 124 Dichtungen vorgesehen sein können. Diese Ausführungsform ist jedoch optional, da es auf eine perfekte Abdichtung des Ringkanals 126 in der Regel nicht ankommt. Insbesondere dann, wenn der Druck der Pumpe 56 niedrig gehalten wird, kann auf derartige Dichtungen verzichtet werden.In 8th is at 140 illustrated that between the abutting surfaces of the annular channel parts 123 . 124 Seals can be provided. However, this embodiment is optional because it insists on perfect sealing of the annular channel 126 usually does not arrive. Especially if the pressure of the pump 56 is kept low, can be dispensed with such seals.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind jeweils einzelne Kanäle, Bohrungen etc. gezeigt. Es versteht sich, dass derartige Kanäle, Bohrungen etc. auch in einer Mehrzahl vorhanden sein können, und insbesondere über den Umfang der elektrischen Maschine 12 verteilt angeordnet sein können.In the embodiments described above, individual channels, bores, etc. are shown. It is understood that such channels, holes, etc. may also be present in a plurality, and in particular over the circumference of the electric machine 12 can be arranged distributed.

Ferner versteht sich, dass die Abmessungen der verschiedenen Kanäle, Bohrungen etc. an das zu erwartende thermische Verhalten der elektrischen Maschine angepasst sein können, so dass die Wärmeabfuhr möglichst gleichmäßig erfolgt. Hierdurch werden thermische Spitzenbelastungen vermieden, was günstig hinsichtlich der Lebensdauer und hinsichtlich der abgebbaren Maximalleistung ist.Furthermore, it is understood that the dimensions of the various channels, holes, etc., can be adapted to the expected thermal behavior of the electrical machine, so that the heat dissipation takes place as evenly as possible. As a result, thermal peak loads are avoided, which is favorable in terms of life and in terms of deliverable maximum power.

Die Anpassung der Abmessungen der Kanäle, Bohrungen etc. kann dabei an den Bedarf der jeweiligen Maschinensegmente angepasst sein, aber auch an deren jeweilige Lage und/oder Drehzahlen der Rotorwelle. Weitere Einflussparameter sind der Druck der Pumpe 56 und der von der Pumpe 56 zur Verfügung gestellte Volumenstrom.The adaptation of the dimensions of the channels, bores, etc. can be adapted to the needs of the respective machine segments, but also to their respective position and / or rotational speeds of the rotor shaft. Further influencing parameters are the pressure of the pump 56 and that of the pump 56 provided volume flow.

Claims (8)

Elektrische Maschine (12), insbesondere für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Maschinengehäuse, mit einem in Bezug auf das Maschinengehäuse (28) festgelegten Stator (32), mit einem Rotor (24), der in Bezug auf das Maschinengehäuse (28) drehbar gelagert ist, und mit einer Kühlanordnung (50), die wenigstens einen Kühlkanal (64) aufweist, der im Bereich eines Außenumfanges (66) des Stators (32) angeordnet und durch den hindurch ein Kühlfluid (60) leitbar ist, wobei im Bereich des Außenumfanges (66) des Stators (32) eine Vielzahl von Kühlkanälen (64) angeordnet ist, wobei wenigstens zwei der Kühlkanäle (64) im Bereich ihrer Enden unter Bildung einer Mäanderanordnung (118) miteinander verbunden sind und wobei im Bereich des Außenumfanges des Stators (32) eine Mehrzahl derartiger Mäanderanordnungen (118) angeordnet ist, die parallel an eine Fluidversorgungseinrichtung (52) angeschlossen sind, wobei die Mäanderanordnungen (118) jeweils einen Zufluss und einen Abfluss aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (32) an wenigstens einem axialen Ende einen Wicklungskopf (42) aufweist, wobei der Abfluss von wenigstens einer Mäanderanordnung (118) so angeordnet ist, dass aus dem Abfluss austretendes Kühlfluid (60) auf den Wicklungskopf (42) leitbar ist, wobei der Stator (32) einen Statorkern (36) aufweist, an dem wenigstens eine Statorwicklung (40) festgelegt ist, wobei die Kühlkanäle (64) zwischen einem Gehäuseabschnitt des Maschinengehäuses (28) und dem Statorkern (36) ausgebildet sind.Electric machine ( 12 ), in particular for a drive train ( 10 ) of a motor vehicle, with a machine housing, with respect to the machine housing ( 28 ) fixed stator ( 32 ), with a rotor ( 24 ), which in relation to the machine housing ( 28 ) is rotatably mounted, and with a cooling arrangement ( 50 ), which has at least one cooling channel ( 64 ), which in the region of an outer circumference ( 66 ) of the stator ( 32 ) and through which a cooling fluid ( 60 ) is conductive, wherein in the region of the outer circumference ( 66 ) of the stator ( 32 ) a plurality of cooling channels ( 64 ), wherein at least two of the cooling channels ( 64 ) in the region of their ends to form a meander arrangement ( 118 ) and wherein in the region of the outer circumference of the stator ( 32 ) a plurality of such meander arrangements ( 118 ) arranged in parallel to a fluid supply device ( 52 ), the meander arrangements ( 118 ) each have an inflow and an outflow, characterized in that the stator ( 32 ) at at least one axial end a winding head ( 42 ), wherein the outflow of at least one meander arrangement ( 118 ) arranged so is that cooling fluid exiting the drain ( 60 ) on the winding head ( 42 ) is conductive, wherein the stator ( 32 ) a stator core ( 36 ), on which at least one stator winding ( 40 ), the cooling channels ( 64 ) between a housing portion of the machine housing ( 28 ) and the stator core ( 36 ) are formed. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (64) in Längsrichtung (46) der elektrischen Maschine (12) ausgerichtet sind.Electrical machine according to claim 1, characterized in that the cooling channels ( 64 ) longitudinal ( 46 ) of the electric machine ( 12 ) are aligned. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufluss und der Abfluss von wenigstens einer Mäanderanordnung (118) im Bereich entgegen gesetzter Enden der Kühlkanäle (64) angeordnet sind.Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow and outflow of at least one meander arrangement ( 118 ) in the region of opposite ends of the cooling channels ( 64 ) are arranged. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflüsse aller Mäanderanordnungen (118) im Bereich von einem Ende der Kühlkanäle (64) angeordnet sind, wobei der Abfluss wenigstens einer Mäanderanordnung (118) im Bereich eines entgegen gesetzten Endes der Kühlkanäle (64) angeordnet ist.Electrical machine according to claim 3, characterized in that the inflows of all meander arrangements ( 118 ) in the region of one end of the cooling channels ( 64 ), wherein the outflow of at least one meander arrangement ( 118 ) in the region of an opposite end of the cooling channels ( 64 ) is arranged. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Kühlkanäle (64) von wenigstens einer Mäanderanordnung (118) über eine Ringkanaleinrichtung (92, 94) verbunden sind.Electrical machine according to one of claims 1-4, characterized in that the at least two cooling channels ( 64 ) of at least one meander arrangement ( 118 ) via a ring channel device ( 92 . 94 ) are connected. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich von einem ersten axialen Ende der elektrischen Maschine (12) eine erste Ringkanaleinrichtung (92) angeordnet ist, wobei im Bereich eines entgegen gesetzten axialen Endes der elektrischen Maschine (12) eine zweite Ringkanaleinrichtung (94) angeordnet ist, wobei die erste Ringkanalanordnung (92) mit den Zuflüssen von wenigstens zwei Mäanderanordnungen (118) verbunden ist und wobei die zweite Ringkanalanordnung (94) mit den Abflüssen von wenigstens zwei Mäanderanordnungen (118) verbunden ist.Electrical machine according to claim 5, characterized in that in the region of a first axial end of the electric machine ( 12 ) a first annular channel device ( 92 ) is arranged, wherein in the region of an opposite axial end of the electric machine ( 12 ) a second annular channel device ( 94 ), wherein the first annular channel arrangement ( 92 ) with the inflows of at least two meander arrangements ( 118 ) and wherein the second annular channel arrangement ( 94 ) with the outflows of at least two meander arrangements ( 118 ) connected is. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Mäanderanordnungen (118) im Bereich von 2 bis 30 liegt, insbesondere im Bereich von 4 bis 15, und besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 10.Electrical machine according to one of claims 1-6, characterized in that the number of meander arrangements ( 118 ) is in the range of 2 to 30, especially in the range of 4 to 15, and more preferably in the range of 4 to 10. Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebe (16), einer Fluidversorgungseinrichtung (52) für das Getriebe und einer elektrischen Maschine nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Kühlkanäle (64) der elektrischen Maschine (12) vorzugsweise an die Fluidversorgungseinrichtung (52) angeschlossen ist.Powertrain ( 10 ) for a motor vehicle, with a transmission ( 16 ), a fluid supply device ( 52 ) for the transmission and an electric machine according to one of claims 1-7, wherein the cooling channels ( 64 ) of the electric machine ( 12 ) preferably to the fluid supply device ( 52 ) connected.
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