DE102013210617B4 - Closed electrical machine with a simple seal - Google Patents

Closed electrical machine with a simple seal Download PDF

Info

Publication number
DE102013210617B4
DE102013210617B4 DE102013210617.3A DE102013210617A DE102013210617B4 DE 102013210617 B4 DE102013210617 B4 DE 102013210617B4 DE 102013210617 A DE102013210617 A DE 102013210617A DE 102013210617 B4 DE102013210617 B4 DE 102013210617B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
rotation
axis
electrical machine
radially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013210617.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013210617A1 (en
Inventor
Sebastian Dieterich
Stephan Hellmuth
Martin Kuhn
Michael Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo eAutomotive Germany GmbH
Original Assignee
Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH filed Critical Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH
Priority to DE102013210617.3A priority Critical patent/DE102013210617B4/en
Priority to FR1401076A priority patent/FR3006827A1/en
Publication of DE102013210617A1 publication Critical patent/DE102013210617A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013210617B4 publication Critical patent/DE102013210617B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/161—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Abstract

Elektrische Maschine,- wobei die elektrische Maschine einen Rotor (1) aufweist,- wobei der Rotor (1) auf einer Rotorwelle (2) drehfest angeordnet ist,- wobei die Rotorwelle (2) in Lagern (3) gelagert ist, so dass die Rotorwelle (2) und mit ihr der Rotor (1) um eine Rotationsachse (4) rotierbar sind,- wobei der Rotor (1), bezogen auf die Rotationsachse (4), radial außen von einem Stator (5) umgeben ist,- wobei der Stator (5), bezogen auf die Rotationsachse (4), radial außen von einem Gehäuse (6) umgeben ist,- wobei an das Gehäuse (6), bezogen auf die Rotationsachse (4), an seinen axialen Enden (7) jeweils ein Lagerschild (8) angesetzt ist,- wobei im Gehäuse (6) Kühlkanäle (11) für ein Kühlmedium (10) verlaufen, die zu den Lagerschilden (8) hin offen sind,- wobei das Gehäuse (6) an seinen axialen Enden (7) jeweils eine im Bereich der Kühlkanäle (11) um die Rotationsachse (4) umlaufende Ausnehmung (14) aufweist, in der jeweils eine Dichtung (15) angeordnet ist,- wobei der jeweilige Lagerschild (8) axial auf die jeweilige Dichtung (15) drückt und diese verformt, so dass die jeweilige Dichtung (15), bezogen auf die Rotationsachse (4), in der jeweiligen Ausnehmung (14) radial innen und radial außen an das Gehäuse (6) angedrückt wird, und- wobei mittels der Dichtungen (15) einerseits die Kühlkanäle (11) sowohl gegenüber dem Rotor (1) und dem Stator (5) als auch gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine mediumdicht abgedichtet sind und andererseits der Rotor (1) und der Stator (5) gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine staub- und flüssigkeitsdicht abgedichtet sind.Electrical machine, - wherein the electrical machine has a rotor (1), - wherein the rotor (1) is arranged non-rotatably on a rotor shaft (2), - wherein the rotor shaft (2) is mounted in bearings (3) so that the The rotor shaft (2) and with it the rotor (1) can be rotated about an axis of rotation (4), the rotor (1) being surrounded radially on the outside by a stator (5) in relation to the axis of rotation (4), - where the stator (5), based on the axis of rotation (4), is surrounded radially on the outside by a housing (6), - with the housing (6), based on the axis of rotation (4), at each of its axial ends (7) a bearing plate (8) is attached, - cooling channels (11) for a cooling medium (10) running in the housing (6), which are open to the bearing plates (8), - the housing (6) at its axial ends ( 7) each has a recess (14) running around the axis of rotation (4) in the region of the cooling channels (11), in each of which a seal (15) is arranged, - the respective bearing child (8) presses axially on the respective seal (15) and deforms it, so that the respective seal (15), based on the axis of rotation (4), in the respective recess (14) radially on the inside and radially on the outside of the housing ( 6) is pressed on, and - by means of the seals (15) on the one hand the cooling channels (11) are sealed against the rotor (1) and the stator (5) as well as against the environment of the electrical machine and on the other hand the rotor (1 ) and the stator (5) are sealed against the environment of the electrical machine dust and liquid-tight.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine,

  • - wobei die elektrische Maschine einen Rotor aufweist,
  • - wobei der Rotor auf einer Rotorwelle drehfest angeordnet ist,
  • - wobei die Rotorwelle in Lagern gelagert ist, so dass die Rotorwelle und mit ihr der Rotor um eine Rotationsachse rotierbar sind,
  • - wobei der Rotor, bezogen auf die Rotationsachse, radial außen von einem Stator umgeben ist,
  • - wobei der Stator, bezogen auf die Rotationsachse, radial außen von einem Gehäuse umgeben ist,
  • - wobei an das Gehäuse, bezogen auf die Rotationsachse, an seinen axialen Enden jeweils ein Lagerschild angesetzt ist,
  • - wobei im Gehäuse Kühlkanäle für ein Kühlmedium verlaufen, die zu den Lagerschilden hin offen sind,
  • - wobei das Gehäuse an seinen axialen Enden jeweils eine im Bereich der Kühlkanäle um die Rotationsachse umlaufende Ausnehmung aufweist, in der jeweils eine Dichtung angeordnet ist,
  • - wobei mittels der Dichtungen die Kühlkanäle sowohl gegenüber dem Rotor und dem Stator als auch gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine mediumdicht abgedichtet sind.
The present invention relates to an electrical machine,
  • - wherein the electrical machine has a rotor,
  • - wherein the rotor is non-rotatably arranged on a rotor shaft,
  • - wherein the rotor shaft is mounted in bearings so that the rotor shaft and with it the rotor can be rotated about an axis of rotation,
  • - The rotor, with reference to the axis of rotation, is surrounded radially on the outside by a stator,
  • - The stator, with reference to the axis of rotation, is surrounded radially on the outside by a housing,
  • - a bearing plate is attached to the housing, based on the axis of rotation, at each of its axial ends,
  • - With cooling channels running in the housing for a cooling medium, which are open to the end shields,
  • - the housing having at its axial ends a recess which runs around the axis of rotation in the region of the cooling channels and in which a seal is arranged in each case,
  • - The cooling channels being sealed against the rotor and the stator as well as against the surroundings of the electrical machine in a medium-tight manner by means of the seals.

Eine derartige elektrische Maschine ist beispielsweise aus der WO 2006/106 086 A1 bekannt.Such an electrical machine is, for example, from WO 2006/106 086 A1 known.

Aus der DE 199 50 659 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt, wobei die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, wobei der Rotor auf einer Rotorwelle drehfest angeordnet ist, wobei die Rotorwelle in Lagern gelagert ist, so dass die Rotorwelle und mit ihr der Rotor um eine Rotationsachse rotierbar sind. Der Rotor ist, bezogen auf die Rotationsachse, radial außen von einem Stator umgeben. Der Stator ist, bezogen auf die Rotationsachse, radial außen von einem Gehäuse umgeben. An das Gehäuse ist, bezogen auf die Rotationsachse, an seinen axialen Enden jeweils ein Lagerschild angesetzt. Im Gehäuse verlaufen Kühlkanäle für ein Kühlmedium. Diese Kühlkanäle sind jedoch nicht zu den Lagerschilden hin offen.From the DE 199 50 659 A1 an electrical machine is known, wherein the electrical machine has a rotor, the rotor being non-rotatably arranged on a rotor shaft, the rotor shaft being mounted in bearings so that the rotor shaft and with it the rotor can be rotated about an axis of rotation. In relation to the axis of rotation, the rotor is surrounded radially on the outside by a stator. In relation to the axis of rotation, the stator is surrounded radially on the outside by a housing. In relation to the axis of rotation, a bearing plate is attached to the housing at each of its axial ends. Cooling channels for a cooling medium run in the housing. However, these cooling channels are not open to the end shields.

In der DE 18 09 591 U wird eine Abdichtung von Spalten an elektrischen Maschinen beschrieben. Zu diesem Zweck wird ein Gießharz in eine tangential um eine Rotationsachse einer elektrischen Maschine umlaufende Ausnehmung gegossen und sodann an die Ausnehmung ein Gegenteil unter Druck angesetzt. Es ist erwähnt, dass diese Abdichtung auch bei Kühlkanälen eines Stators Verwendung finden kann.In the DE 18 09 591 U a sealing of gaps in electrical machines is described. For this purpose, a casting resin is poured into a recess running tangentially around an axis of rotation of an electrical machine and then a counterpart is applied to the recess under pressure. It is mentioned that this seal can also be used in the cooling ducts of a stator.

Elektrische Maschinen müssen oftmals aktiv gekühlt werden. Eine mögliche Kühlungsmethode besteht darin, im Gehäuse Kühlkanäle für ein Kühlmedium vorzusehen und in den Kühlkanälen das Kühlmedium in einem geschlossenen Kühlmediumkreislauf umzuwälzen. In diesem Fall müssen die Kühlkanäle sowohl gegenüber dem Stator und dem Rotor als auch - mit Ausnahme der Zuführung und des Abflusses des Kühlmediums - gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine mediumdicht abgedichtet sein.Electrical machines often have to be actively cooled. One possible cooling method is to provide cooling channels for a cooling medium in the housing and to circulate the cooling medium in a closed cooling medium circuit in the cooling channels. In this case, the cooling channels must be sealed against the stator and the rotor as well as - with the exception of the supply and discharge of the cooling medium - against the environment of the electrical machine in a medium-tight manner.

Im Stand der Technik ist bekannt, zu diesem Zweck pro Lagerschild zwei Dichtungen vorzusehen, beispielsweise O-Ringe. Die eine Dichtung ist radial zur Rotationsachse gesehen zwischen dem Stator und dem Rotor einerseits und den Kühlkanälen andererseits angeordnet. Die andere Dichtung ist radial zur Rotationsachse gesehen zwischen den Kühlkanälen und der Umgebung der elektrischen Maschine angeordnet. Mittels der Dichtungen wird in der Regel zugleich auch eine staub- und flüssigkeitsdichte Abdichtung des Rotors und des Stators gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine bewirkt. Die Schutzart, in welcher der Rotor und der Stator gegenüber der Umgebung abgedichtet sind, kann bis zu IP 6K9K betragen. Bei dieser Schutzart ist die Dichtigkeit so hoch, dass weder Luft noch Flüssigkeit in den Motor eindringt.In the prior art it is known to provide two seals per end shield for this purpose, for example O-rings. One seal is arranged between the stator and the rotor on the one hand and the cooling channels on the other hand, seen radially to the axis of rotation. The other seal is arranged between the cooling channels and the surroundings of the electrical machine, seen radially to the axis of rotation. By means of the seals, a dust-tight and liquid-tight seal of the rotor and the stator from the surroundings of the electrical machine is generally also effected at the same time. The degree of protection in which the rotor and the stator are sealed against the environment can be up to IP 6K9K. With this degree of protection, the tightness is so high that neither air nor liquid can penetrate the motor.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die beiden Dichtungsfunktionen, also die Abdichtung der Kühlkanäle einerseits und die Abdichtung von Stator und Rotor andererseits, auf einfachere Weise zu realisieren.The object of the present invention is to implement the two sealing functions, that is to say the sealing of the cooling channels on the one hand and the sealing of the stator and rotor on the other hand, in a simpler manner.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.The object is achieved by an electrical machine with the features of claim 1. Advantageous configurations of the electrical machine according to the invention are the subject matter of the dependent claims 2 to 6.

Erfindungsgemäß wird eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

  • - dass der jeweilige Lagerschild axial auf die jeweilige Dichtung drückt und diese verformt, so dass die jeweilige Dichtung, bezogen auf die Rotationsachse, in der jeweiligen Ausnehmung radial innen und radial außen an das Gehäuse angedrückt wird, und
  • - dass mittels der Dichtungen zugleich auch der Rotor und der Stator gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine staubund flüssigkeitsdicht abgedichtet sind.
According to the invention, an electrical machine of the type mentioned is designed in that
  • - That the respective end shield presses axially on the respective seal and deforms it, so that the respective seal, based on the axis of rotation, is pressed radially on the inside and radially outside of the housing in the respective recess, and
  • - That by means of the seals at the same time the rotor and the stator are also sealed against the environment of the electrical machine in a dust- and liquid-tight manner.

Dadurch wird erreicht, dass pro Lagerschild nur noch eine einzige Dichtung benötigt wird, um alle erforderlichen Abdichtungen vorzunehmen.This means that only a single seal is required for each end shield in order to make all the necessary seals.

Im einfachsten Fall weisen die Dichtungen lediglich einen elementargeometrischen Querschnitt auf, beispielsweise einen kreisförmigen oder einen rechteckigen Querschnitt. Vorzugsweise jedoch weisen die Dichtungen an ihrer dem jeweiligen Lagerschild zugewandten Seite mindestens eine um die Rotationsachse umlaufende Nase auf, an die der jeweilige Lagerschild angedrückt ist. Dadurch kann die Abdichtung von Rotor und Stator gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine besonders zuverlässig ausgestaltet werden.In the simplest case, the seals only have an elementary geometric cross section, for example a circular or rectangular cross section. Preferably, however, the seals have on their side facing the respective end shield at least one nose which runs around the axis of rotation and against which the respective end shield is pressed. As a result, the sealing of the rotor and stator with respect to the surroundings of the electrical machine can be designed to be particularly reliable.

Weiterhin weisen die Dichtungen an ihrer den Kühlkanälen zugewandten Seite vorzugsweise mindestens einen Radialvorsprung auf, der in eine jeweilige korrespondierende Tasche der jeweiligen Ausnehmung eingreift. Dadurch können die Dichtungen bereits während der Montage der elektrischen Maschine unverlierbar in den Ausnehmungen gehalten werden, obwohl die Lagerschilde noch nicht montiert sind. Die Taschen können, bezogen auf die Ausnehmungen, radial außen angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Taschen jedoch radial innen angeordnet.Furthermore, on their side facing the cooling channels, the seals preferably have at least one radial projection which engages in a respective corresponding pocket of the respective recess. As a result, the seals can already be held captive in the recesses during assembly of the electrical machine, although the end shields have not yet been assembled. The pockets can be arranged radially on the outside in relation to the recesses. However, the pockets are preferably arranged radially on the inside.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die Dichtungen jeweils eine dem jeweiligen Lagerschild zugewandte Stirnfläche und angrenzend an die jeweilige Stirnfläche eine radial innere Mantelfläche und eine radial äußere Mantelfläche auf und liegt der jeweilige Lagerschild zwar an der jeweiligen Stirnfläche, nicht aber an den beiden jeweiligen Mantelflächen an.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the seals each have an end face facing the respective end plate and, adjoining the respective end face, a radially inner jacket surface and a radially outer jacket surface, and the respective end shield lies on the respective end surface, but not on the two respective outer surfaces.

In Einzelfällen ist es möglich, dass das Kühlmedium ein Gas ist. In der Regel ist das Kühlmedium jedoch eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser mit oder ohne einen Frostschutzzusatz wie Glykol oder Glycerin.In individual cases it is possible that the cooling medium is a gas. As a rule, however, the cooling medium is a liquid, for example water with or without an anti-freeze additive such as glycol or glycerine.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

  • 1 einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine,
  • 2 einen Querschnitt längst einer Linie II-II durch die elektrische Maschine von 1,
  • 3 einen Abschnitt eines Gehäuses der elektrischen Maschine von 1 in abgerollter Darstellung,
  • 4 einen Ausschnitt der elektrischen Maschine von 1,
  • 5 einen Ausschnitt von 4 und
  • 6 eine alternative Ausgestaltung einer Dichtung.
The properties, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings. Here show in a schematic representation:
  • 1 a longitudinal section through an electrical machine,
  • 2 a cross section along a line II-II through the electrical machine of 1 ,
  • 3 a portion of a housing of the electrical machine of FIG 1 in unrolled representation,
  • 4th a section of the electrical machine from 1 ,
  • 5 a section of 4th and
  • 6th an alternative embodiment of a seal.

Gemäß den 1 und 2 weist eine elektrische Maschine einen Rotor 1 auf. Der Rotor 1 ist auf einer Rotorwelle 2 drehfest angeordnet. Die Rotorwelle 2 ist in Lagern 3 gelagert. Die Rotorwelle 2 und mit ihr der Rotor 1 sind dadurch um eine Rotationsachse 4 rotierbar.According to the 1 and 2 an electrical machine has a rotor 1 on. The rotor 1 is on a rotor shaft 2 non-rotatably arranged. The rotor shaft 2 is in camps 3 stored. The rotor shaft 2 and with it the rotor 1 are thereby around an axis of rotation 4th rotatable.

Soweit nachfolgend die Begriffe „axial“, „radial“ und „tangential“ verwendet werden, sind sie stets auf die Rotationsachse 4 bezogen. „Axial“ ist eine Richtung parallel zur Rotationsachse 4. „Radial“ ist eine Richtung orthogonal zur Axialrichtung, also direkt auf die Rotationsachse 4 zu oder von ihr weg. „Tangential“ ist eine Richtung, die sowohl zur Axialrichtung als auch zur Radialrichtung orthogonal verläuft. Tangential ist also eine Richtung, die in konstantem Radialabstand bei gleichbleibender Axialposition kreisförmig um die Rotationsachse 4 herum gerichtet ist.As far as the terms “axial”, “radial” and “tangential” are used below, they always refer to the axis of rotation 4th based. “Axial” is a direction parallel to the axis of rotation 4th . “Radial” is a direction orthogonal to the axial direction, i.e. directly to the axis of rotation 4th to or from her. “Tangential” is a direction that is orthogonal to both the axial direction and the radial direction. Tangential is a direction that is circular around the axis of rotation at a constant radial distance with a constant axial position 4th directed around.

Die elektrische Maschine ist als so genannter Innenläufer ausgebildet. Der Rotor 1 ist daher radial außen von einem Stator 5 umgeben. Im Stator 5 ist eine Statorwicklung 5A angeordnet. Der Stator 5 seinerseits ist radial außen von einem Gehäuse 6 umgeben.The electrical machine is designed as a so-called internal rotor. The rotor 1 is therefore radially outside of a stator 5 surround. In the stator 5 is a stator winding 5A arranged. The stator 5 in turn is radially outward from a housing 6th surround.

Das Gehäuse 6 weist axiale Enden 7 auf. An den axialen Enden 7 ist an das Gehäuse 6 jeweils ein Lagerschild 8 axial angesetzt. Der jeweilige Lagerschild 8 trägt das jeweilige Lager 3 und ist mittels Befestigungselementen 9 am Gehäuse 6 befestigt. Die Befestigungselemente 9 können beispielsweise als übliche Gewindebolzen ausgebildet sein.The case 6th has axial ends 7th on. At the axial ends 7th is attached to the housing 6th one end shield each 8th axially applied. The respective end shield 8th carries the respective bearing 3 and is by means of fasteners 9 on the housing 6th attached. The fasteners 9 can for example be designed as conventional threaded bolts.

Die elektrische Maschine der 1 und 2 wird mittels eines Kühlmediums 10 gekühlt. Das Kühlmedium 10 ist in der Regel eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Wasser mit Frostschutzzusatz oder - in Einzelfällen - ein Öl oder ein anderes flüssiges Medium oder - in seltenen Einzelfällen - ein Gas. Das Kühlmedium 10 zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf. Der geschlossene Kreislauf umfasst Kühlkanäle 11 für das Kühlmedium 10, die im Gehäuse 6 verlaufen. Die Kühlkanäle 11 sind nach radial innen, nach radial außen und tangential geschlossen. Zu den Lagerschilden 8 hin sind die Kühlkanäle 11 offen. Insbesondere weisen die Kühlkanäle 11 in der Regel entsprechend der Darstellung in 3 axial verlaufende Abschnitte 12 auf, die an den axialen Enden 7 des Gehäuses 6 über tangential verlaufende Abschnitte 13 miteinander verbunden sind, so dass sich im Ergebnis ein mäanderartiger Verlauf der Kühlkanäle 11 um die Rotationsachse 4 herum ergibt.The electric machine of the 1 and 2 is by means of a cooling medium 10 chilled. The cooling medium 10 is usually a liquid, for example water, water with added antifreeze or - in individual cases - an oil or another liquid medium or - in rare individual cases - a gas. The cooling medium 10 circulates in a closed circuit. The closed circuit includes cooling channels 11 for the cooling medium 10 that are in the housing 6th get lost. The cooling channels 11 are closed radially inwards, radially outwards and tangentially. To the end shields 8th there are the cooling channels 11 open minded. In particular, the cooling channels 11 usually as shown in 3 axially extending sections 12th on that at the axial ends 7th of the housing 6th over tangential sections 13th are connected to one another, so that the result is a meandering course of the cooling channels 11 around the axis of rotation 4th results around.

Das Gehäuse 6 weist gemäß 4 an seinen axialen Enden 7 jeweils eine Ausnehmung 14 auf. Die jeweilige Ausnehmung 14 läuft im Bereich der Kühlkanäle 11 um die Rotationsachse 4 um. Im einfachsten Fall läuft die jeweilige Ausnehmung 14 kreisförmig um die Rotationsachse 4 um. Es sind jedoch auch andere Verläufe möglich. Entscheidend ist, dass die jeweilige Ausnehmung 14 in Tangentialrichtung gesehen geschlossen ist. In der jeweiligen Ausnehmung 14 ist gemäß 4 jeweils eine Dichtung 15 angeordnet.The case 6th points according to 4th at its axial ends 7th one recess each 14th on. The respective recess 14th runs in the area of the cooling channels 11 around the axis of rotation 4th around. In the simplest case, the respective recess runs 14th circular around the axis of rotation 4th around. However, other courses are also possible. It is crucial that the respective recess 14th is closed seen in the tangential direction. In the respective recess 14th is according to 4th one seal each 15th arranged.

Die Dichtungen 15 erstrecken sich gemäß 4 so weit auf die Lagerschilde 8 zu, dass der jeweilige Lagerschild 8 (selbstverständlich im montierten Zustand der elektrischen Maschine) axial auf die jeweilige Dichtung 15 drückt und diese verformt. Dies ist in den 5 und 6 durch Pfeile A angedeutet. Aufgrund der Verformung werden die Dichtungen 15 in der jeweiligen Ausnehmung 14 radial innen und radial außen an das Gehäuse 6 angedrückt. Dies ist in den 5 und 6 durch Pfeile B angedeutet.The seals 15th extend according to 4th so far on the end shields 8th to that the respective end shield 8th (of course when the electrical machine is installed) axially onto the respective seal 15th pushes and deforms it. This is in the 5 and 6th indicated by arrows A. Due to the deformation, the seals 15th in the respective recess 14th radially inside and radially outside of the housing 6th pressed on. This is in the 5 and 6th indicated by arrows B.

Aufgrund des Umstands, dass die Dichtungen 15 in der jeweiligen Ausnehmung 14 radial innen und radial außen an das Gehäuse 6 angedrückt sind, sind die Kühlkanäle 11 sowohl gegenüber dem Rotor 1 und dem Stator 5 als auch gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine mediumdicht abgedichtet. Das Kühlmedium 10 kann also nicht aus den Kühlkanälen 11 austreten. Aufgrund des Umstands, dass die Lagerschilde 8 axial an die Dichtungen 15 angedrückt sind, sind weiterhin der Rotor 1 und der Stator 5 gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine staub- und flüssigkeitsdicht abgedichtet.Due to the fact that the seals 15th in the respective recess 14th radially inside and radially outside of the housing 6th are pressed, the cooling channels are 11 both opposite the rotor 1 and the stator 5 as well as sealed against the environment of the electrical machine in a medium-tight manner. The cooling medium 10 so cannot get out of the cooling ducts 11 step out. Due to the fact that the end shields 8th axially to the seals 15th are pressed, the rotor are still 1 and the stator 5 sealed against the environment of the electrical machine dust and liquid-tight.

Die Ausnehmungen 14 und die Dichtungen 15 können nach Bedarf ausgebildet sein, sofern die Dichtungsfunktion in hinreichendem Umfang gewährleistet ist. Es sind jedoch vorteilhafte Ausgestaltungen möglich.The recesses 14th and the seals 15th can be designed as required, provided that the sealing function is guaranteed to a sufficient extent. However, advantageous configurations are possible.

So können beispielsweise gemäß den 4 und 5 die Dichtungen 15 an ihrer dem jeweiligen Lagerschild 8 zugewandten Seite mindestens eine um die Rotationsachse 4 umlaufende Nase 16 aufweisen. In diesem Fall sind die Lagerschilde 8 an die Nasen 18 angedrückt und verformen diese. Insbesondere im Falle mehrerer Nasen 16 wird eine mehrstufige und dadurch besonders sichere Abdichtung des Rotors 1 und des Stators 5 gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine gewährleistet. Dargestellt ist in den 4 und 5 eine Ausgestaltung, bei der zwei derartige Nasen 16 vorhanden sind. Es sind jedoch auch Ausgestaltungen mit mehr als zwei derartigen Nasen 16 möglich. Es können auch noch mehr derartige Nasen 16 vorhanden sein, beispielsweise drei oder vier Nasen 16.For example, according to the 4th and 5 the seals 15th on their respective end shield 8th facing side at least one around the axis of rotation 4th circumferential nose 16 exhibit. In this case the end shields are 8th to the noses 18th pressed on and deform them. Especially in the case of multiple noses 16 becomes a multi-stage and therefore particularly secure sealing of the rotor 1 and the stator 5 guaranteed in relation to the environment of the electrical machine. Is shown in the 4th and 5 an embodiment in which two such noses 16 available. However, there are also configurations with more than two such noses 16 possible. There can also be more such noses 16 be present, for example three or four noses 16 .

Alternativ oder zusätzlich zu den Nasen 16 können die Dichtungen 15 gemäß den 4 bis 6 an ihrer den Kühlkanälen 11 zugewandten Seite mindestens einen Radialvorsprung 17 aufweisen. In diesem Fall greift der jeweilige Radialvorsprung 17 in eine jeweilige korrespondierende Tasche 18 der jeweiligen Ausnehmung 14 ein. Durch diese Ausgestaltung wird bereits vor der Montage der Lagerschilde 8 eine Fixierung und unverlierbare Halterung der Dichtungen 15 in den Ausnehmungen 14 erreicht.Alternatively or in addition to the noses 16 can the seals 15th according to the 4th until 6th on her the cooling channels 11 facing side at least one radial projection 17th exhibit. In this case, the respective radial projection engages 17th in a respective corresponding pocket 18th the respective recess 14th a. With this configuration, the end shields are already installed before assembly 8th a fixation and captive retention of the seals 15th in the recesses 14th achieved.

Die Radialvorsprünge 17 und die Taschen 18 sind gemäß der Darstellung in den 3 bis 5 radial innen angeordnet. Prinzipiell ist jedoch ebenso eine Anordnung radial außen möglich.The radial protrusions 17th and the bags 18th are as shown in 3 until 5 arranged radially inside. In principle, however, an arrangement radially on the outside is also possible.

Die Dichtungen 15 weisen gemäß den 4 bis 6 jeweils eine Stirnfläche 19 auf. Die jeweilige Stirnfläche 19 ist dem jeweiligen Lagerschild 8 zugewandt. Die Dichtungen 15 weisen weiterhin jeweils eine radial innere Mantelfläche 20 und eine radial äußere Mantelfläche 21 auf. Die Mantelflächen 20, 21 grenzen an die jeweilige Stirnfläche 19 an. Der jeweilige Lagerschild 8 liegt gemäß den 4 bis 6 an der jeweiligen Stirnfläche 19 an. Der jeweilige Lagerschild 8 liegt hingegen nicht an den beiden jeweiligen Mantelflächen 20, 21 an.The seals 15th show according to the 4th until 6th one end face each 19th on. The respective face 19th is the respective end shield 8th facing. The seals 15th furthermore each have a radially inner lateral surface 20th and a radially outer lateral surface 21 on. The outer surfaces 20th , 21 border on the respective face 19th at. The respective end shield 8th lies according to the 4th until 6th at the respective end face 19th at. The respective end shield 8th however, does not lie on the two respective lateral surfaces 20th , 21 at.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist auf einfache und zuverlässige Weise eine vollständige Abdichtung sowohl der Kühlkanäle 11 als auch des Motorinnenraums mittels einer einzigen Dichtung 15 pro Lagerschild 8 erreichbar. Aufgrund der hohen erreichbaren Schutzart ist weiterhin die elektrische Maschine universell einsetzbar, auch beispielsweise als Hauptantrieb eines Elektroautos.The electrical machine according to the invention has many advantages. In particular, both the cooling channels can be completely sealed off in a simple and reliable manner 11 as well as the engine compartment by means of a single seal 15th per end shield 8th accessible. Due to the high degree of protection that can be achieved, the electric machine can still be used universally, for example as the main drive of an electric car.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by the preferred exemplary embodiment, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

Derartige Motoren eignen sich besonders für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wie E-Cars, Triebzüge, Straßenbahnen, Trucks etc., da aufgrund der Flüssigkeitskühlung die Motoren kompakter gebaut werden können und die Abwärme dieser Motoren für andere Zwecke, wie z.B. Heizen des Fahrgastraumes zur Verfügung steht.Such motors are particularly suitable for electrically powered vehicles such as e-cars, multiple units, trams, trucks, etc., because the liquid cooling means that the motors can be made more compact and the waste heat from these motors is available for other purposes, such as heating the passenger compartment .

Claims (7)

Elektrische Maschine, - wobei die elektrische Maschine einen Rotor (1) aufweist, - wobei der Rotor (1) auf einer Rotorwelle (2) drehfest angeordnet ist, - wobei die Rotorwelle (2) in Lagern (3) gelagert ist, so dass die Rotorwelle (2) und mit ihr der Rotor (1) um eine Rotationsachse (4) rotierbar sind, - wobei der Rotor (1), bezogen auf die Rotationsachse (4), radial außen von einem Stator (5) umgeben ist, - wobei der Stator (5), bezogen auf die Rotationsachse (4), radial außen von einem Gehäuse (6) umgeben ist, - wobei an das Gehäuse (6), bezogen auf die Rotationsachse (4), an seinen axialen Enden (7) jeweils ein Lagerschild (8) angesetzt ist, - wobei im Gehäuse (6) Kühlkanäle (11) für ein Kühlmedium (10) verlaufen, die zu den Lagerschilden (8) hin offen sind, - wobei das Gehäuse (6) an seinen axialen Enden (7) jeweils eine im Bereich der Kühlkanäle (11) um die Rotationsachse (4) umlaufende Ausnehmung (14) aufweist, in der jeweils eine Dichtung (15) angeordnet ist, - wobei der jeweilige Lagerschild (8) axial auf die jeweilige Dichtung (15) drückt und diese verformt, so dass die jeweilige Dichtung (15), bezogen auf die Rotationsachse (4), in der jeweiligen Ausnehmung (14) radial innen und radial außen an das Gehäuse (6) angedrückt wird, und - wobei mittels der Dichtungen (15) einerseits die Kühlkanäle (11) sowohl gegenüber dem Rotor (1) und dem Stator (5) als auch gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine mediumdicht abgedichtet sind und andererseits der Rotor (1) und der Stator (5) gegenüber der Umgebung der elektrischen Maschine staub- und flüssigkeitsdicht abgedichtet sind.Electrical machine, - wherein the electrical machine has a rotor (1), - wherein the rotor (1) is arranged non-rotatably on a rotor shaft (2), - wherein the rotor shaft (2) is mounted in bearings (3) so that the rotor shaft (2) and with it the rotor (1) can be rotated about an axis of rotation (4), - the rotor (1) being surrounded radially on the outside by a stator (5) in relation to the axis of rotation (4), - the stator (5 ), based on the axis of rotation (4), is surrounded radially on the outside by a housing (6), - with a bearing plate (8) attached to the housing (6), based on the axis of rotation (4), at each of its axial ends (7) ) is attached, - with cooling channels (11) for a cooling medium (10) running in the housing (6) which are open to the end shields (8), - the housing (6) each having one at its axial ends (7) in the area of the cooling channels (11) has a recess (14) running around the axis of rotation (4), in each of which a seal (15) is arranged, - the respective end shield (8) being axially presses on the respective seal (15) and deforms it, so that the respective seal (15), based on the axis of rotation (4), is pressed radially on the inside and radially outside of the housing (6) in the respective recess (14), and - whereby by means of the seals (15) on the one hand the cooling channels (11) are sealed against the rotor (1) and the stator (5) as well as against the environment of the electrical machine and on the other hand the rotor (1) and the stator ( 5) are sealed against the environment of the electrical machine in a dust- and liquid-tight manner. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (15) an ihrer dem jeweiligen Lagerschild (8) zugewandten Seite mehrere um die Rotationsachse (4) umlaufende Nasen (16) aufweisen, an die der jeweilige Lagerschild (8) angedrückt ist.Electric machine after Claim 1 , characterized in that the seals (15) on their side facing the respective end shield (8) have a plurality of lugs (16) which run around the axis of rotation (4) and against which the respective end shield (8) is pressed. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (15) an ihrer den Kühlkanälen (11) zugewandten Seite mindestens einen Radialvorsprung (17) aufweisen, der in eine jeweilige korrespondierende Tasche (18) der jeweiligen Ausnehmung (14) eingreift.Electric machine after Claim 1 or 2 , characterized in that the seals (15) on their side facing the cooling channels (11) have at least one radial projection (17) which engages in a respective corresponding pocket (18) of the respective recess (14). Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (18), bezogen auf die Ausnehmungen (14), radial innen angeordnet sind.Electric machine after Claim 3 , characterized in that the pockets (18) are arranged radially on the inside with respect to the recesses (14). Elektrische Maschine nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (10) eine Flüssigkeit ist.Electrical machine according to one of the above claims, characterized in that the cooling medium (10) is a liquid. Elektrische Maschine nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (15) jeweils eine dem jeweiligen Lagerschild (8) zugewandte Stirnfläche (19) und angrenzend an die jeweilige Stirnfläche (19) eine radial innere Mantelfläche (20) und eine radial äußere Mantelfläche (21) aufweisen und dass der jeweilige Lagerschild (8) zwar an der jeweiligen Stirnfläche (19), nicht aber an den beiden jeweiligen Mantelflächen (20, 21) anliegt.Electrical machine according to one of the above claims, characterized in that the seals (15) each have an end face (19) facing the respective end shield (8) and, adjacent to the respective end face (19), a radially inner jacket surface (20) and a radially outer one Have outer surface (21) and that the respective bearing plate (8) rests on the respective end face (19), but not on the two respective outer surfaces (20, 21). Elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine nach Anspruch 1 bis 6.Electrically powered vehicle with at least one electric machine according to Claim 1 until 6th .
DE102013210617.3A 2013-06-07 2013-06-07 Closed electrical machine with a simple seal Active DE102013210617B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013210617.3A DE102013210617B4 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Closed electrical machine with a simple seal
FR1401076A FR3006827A1 (en) 2013-06-07 2014-05-13 CLOSED ELECTRIC MACHINE WITH SINGLE JOINT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013210617.3A DE102013210617B4 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Closed electrical machine with a simple seal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013210617A1 DE102013210617A1 (en) 2014-12-11
DE102013210617B4 true DE102013210617B4 (en) 2021-11-04

Family

ID=51982303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013210617.3A Active DE102013210617B4 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Closed electrical machine with a simple seal

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013210617B4 (en)
FR (1) FR3006827A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3148055A1 (en) 2015-09-28 2017-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Electric machine, labyrinth seal for an electric machine and method for sealing of an electric machine
FR3043508A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-12 Renault Sas MONOBLOC COOLING SHIRT
DE102019213996A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Bühler Motor GmbH End shield and process for its manufacture

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1809591U (en) 1959-10-09 1960-04-14 Bbc Brown Boveri & Cie SEALING GAPS ON ELECTRIC MACHINERY.
DE19950659A1 (en) 1999-04-19 2000-10-26 Dietz Motoren Gmbh & Co Kg Fluid cooling arrangement for an electric motor
WO2006106086A1 (en) 2005-04-07 2006-10-12 Siemens Aktiengesellschaft Electric machine comrpising a housing for liquid cooling

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1809591U (en) 1959-10-09 1960-04-14 Bbc Brown Boveri & Cie SEALING GAPS ON ELECTRIC MACHINERY.
DE19950659A1 (en) 1999-04-19 2000-10-26 Dietz Motoren Gmbh & Co Kg Fluid cooling arrangement for an electric motor
WO2006106086A1 (en) 2005-04-07 2006-10-12 Siemens Aktiengesellschaft Electric machine comrpising a housing for liquid cooling

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013210617A1 (en) 2014-12-11
FR3006827A1 (en) 2014-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2862262B1 (en) Cooling jacket comprising a sealing means
DE102017101094A1 (en) Device for sealing a plurality of grooves of a stator of an electric drive machine
DE102013219186B4 (en) Electric machine and connection unit for electric machine.
DE102013211408B4 (en) Cooling device for cooling an electrical machine and corresponding electrical machine with cooling device
DE102015014579A1 (en) Rotary heat exchanger device
EP3210284A2 (en) Fluid-cooled housing for an electrical machine
DE102012217711A1 (en) Electric machine with cooling
EP3127223B1 (en) Electric machine
DE102013213435A1 (en) Cooling system for a dynamoelectric machine
DE102015207865A1 (en) Housingless electric machine
EP2930825A1 (en) Mounting of permanent magnets on a rotor of an electric machine
DE102013210617B4 (en) Closed electrical machine with a simple seal
DE102020117266A1 (en) Stator arrangement for an electric machine
DE102017221805A1 (en) Electric machine, in particular for a vehicle
WO2007060066A1 (en) Motor/pump assembly with improved sealing
DE102014207468A1 (en) Cooling for a winding head of an electric machine
DE102012216271A1 (en) Sealing element for bearing e.g. roller bearing, has portion that is made of acrylate rubber with different coefficients of thermal expansion, and is provided close to sealing lip
DE202012100716U1 (en) Electric motor with integrated electrical components in the B flange
EP2849318B1 (en) Electric power for vehicles
DE102012223372A1 (en) Electric machine i.e. inner rotor-motor, for hybrid drive arrangement for vehicle, has stator with stator carrier, and coolant supply element discharging coolant from coolant channel and arranged axially at radial outer edge of carrier
DE102019109693A1 (en) Drive unit with an electrical machine and with a control unit
DE102010006716A1 (en) Charging device i.e. exhaust gas turbo charger, for increasing power of internal combustion engine in motor vehicle, has sealing area comprising labyrinth sealing device, where stator and area together form sealing device
DE3737344A1 (en) Shaft seal for gas-cooled electric machines
DE102013020426A1 (en) Active cooling of an electric machine in the drive train of a vehicle
DE102016106104A1 (en) Electric motor unit for mobile work machine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: DR. GASSNER & PARTNER MBB PATENTANWAELTE, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VALEO EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

Owner name: VALEO SIEMENS EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: DR. GASSNER & PARTNER MBB PATENTANWAELTE, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VALEO EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VALEO SIEMENS EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH, 91056 ERLANGEN, DE