DE102014205884A1

DE102014205884A1 - Rotor device for an electric machine

Info

Publication number: DE102014205884A1
Application number: DE102014205884.8A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kalmbach; Peter Weiss; Alexander Yarets
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine, mit einem Rotorelement (1), einer Welle (5) und einem zumindest teilweise im Inneren des Rotorelements (1) angeordneten Getriebe, welches die Welle (5) mechanisch mit dem Rotorelement (1) koppelt, wobei das Getriebe eine Rotation des Rotorelements (1) um eine Rotationsachse (R) in einer Geschwindigkeit in eine Rotation der Welle (5) in einer anderen Geschwindigkeit umsetzt, wobei an einer einer Außenseite des Getriebes zugewandten Innenseite (2) des Rotorelements (1) eine umlaufende Nut (3) vorhanden ist, welche relativ zur Rotationsachse (R) eine Neigung aufweist, um eine verbesserte Schmierung der elektrischen Maschine zu erreichen, welche deren Leistungsbereich vergrößert.The invention relates to a rotor device for an electric machine, comprising a rotor element (1), a shaft (5) and a gear arranged at least partially inside the rotor element (1) which mechanically couples the shaft (5) to the rotor element (1) , wherein the transmission converts a rotation of the rotor element (1) about a rotation axis (R) at a speed into a rotation of the shaft (5) at a different speed, wherein on an outside of the transmission facing inside (2) of the rotor element (1 ) there is a circumferential groove (3) which has an inclination relative to the axis of rotation (R) in order to achieve improved lubrication of the electric machine which increases its power range.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1. Sie betrifft ferner einen Rotor für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit jeweils solch einer Rotorvorrichtung. The invention relates to a rotor device for an electric machine according to the preamble of claim 1. It further relates to a rotor for an electric machine and an electric machine, each having such a rotor device.

Viele elektrische Maschinen verfügen über integrierte Getriebe, um einen verbesserten Drehmomentverlauf zu erreichen. Dabei kann das Getriebe im Inneren der elektrischen Maschine zwischen einem Rotorelement und einer Welle der elektrischen Maschine angeordnet sein. Um ein solches innenliegendes Getriebe mit Öl zu versorgen, wird typischerweise das System mit einem Druck beaufschlagt, welcher das Öl durch das Getriebe hindurchpresst. Alternativ werden Oberflächen des Getriebes oder des das Getriebe umgebenden Rotorelements konisch ausgeführt, sodass Öl auch ohne Einwirkung eines von außen beaufschlagten Drucks einen funktionalen Ölkreislauf durchläuft. Oft handelt es sich hier um sogenannte nasslaufende elektrische Maschinen, welche von außen gekühlt werden. Many electric machines have built-in gearboxes to achieve an improved torque curve. In this case, the transmission can be arranged in the interior of the electrical machine between a rotor element and a shaft of the electric machine. To supply such an internal transmission with oil, the system is typically pressurized with a pressure which presses the oil through the transmission. Alternatively, surfaces of the gearbox or of the rotor element surrounding the gearbox are made conical, so that oil also passes through a functional oil circuit without the action of a pressure applied from the outside. Often these are so-called wet-running electric machines, which are cooled from the outside.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schmierung für eine elektrische Maschine mit einem im Inneren der Maschine integrierten Getriebe bereit zu stellen, welche den Leistungsbereich der elektrischen Maschine vergrößert. It is an object of the present invention to provide an improved lubrication for an electric machine with a transmission integrated inside the machine, which increases the power range of the electric machine.

Diese Aufgabe wird durch eine Rotorvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch erfüllt. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren. This object is achieved by a rotor device according to the independent claim. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine hat ein Rotorelement, eine Welle und ein zumindest teilweise im Inneren des Rotorelements angeordnetes Getriebe, welches die Welle mechanisch mit dem Rotorelement koppelt, wobei das Getriebe eine Rotation des Rotorelements um eine Rotationsachse in einer Geschwindigkeit in eine Rotation der Welle in eine andere Geschwindigkeit umsetzt. Um hier eine verbesserte Ölförderung zu erreichen, welche den Leistungsbereich der elektrischen Maschine vergrößert, ist hier vorgesehen, dass an einer einer Außenseite des Getriebes zugewandten Innenseite des Rotorelements eine umlaufende Nut vorhanden ist, welche relativ zur Rotationsachse eine Neigung aufweist. A rotor device according to the invention for an electric machine has a rotor element, a shaft and a transmission arranged at least partially inside the rotor element, which mechanically couples the shaft to the rotor element, wherein the transmission rotates the rotor element about a rotation axis at a speed into rotation Wave in a different speed. In order to achieve an improved oil production here, which increases the power range of the electric machine, it is provided here that on a side of the transmission facing the inside of the rotor element, a circumferential groove is present, which has a tilt relative to the axis of rotation.

Die umlaufende Nut ist also relativ zur Rotationsachse nach Art eines Gewindes in einer Mutter relativ zur Rotationsachse der Mutter geneigt. Unter einer umlaufenden Nut ist hier entweder zumindest eine Nut zu verstehen, welche jeweils zumindest einmal an der Innenseite des Rotorelements um den gesamten Innenumfang verläuft oder mehrere Nuten, welche jeweils nur über einen Bruchteil einer Umdrehung entlang der Innenseite des Rotorelements verlaufen, jedoch insgesamt, also als Gesamtheit betrachtet über eine vollständige Umdrehung hinweg an der Innenseite des Rotorelements angeordnet sind. Die Nut hat also die Form eines Abschnittes einer Einfach- oder Mehrfachhelix. Da sich in Betrieb der Rotorvorrichtung die Außenseite des Getriebes und die Innenseite des Rotorelements gegeneinander bewegen, ist durch die Nut eine Fördereinrichtung für ein Öl realisiert. Die axiale Förderrichtung des Öls kann hier durch die Drehrichtung der Helix in Verbindung mit der Rotation des Rotorelements für eine bevorzugte Rotationsrichtung der Rotorvorrichtung festgelegt werden. Insbesondere kann hier die Rotationsachse des Rotorelements gleichzeitig auch die Rotationsachse der Welle sein. The circumferential groove is thus inclined relative to the axis of rotation in the manner of a thread in a nut relative to the axis of rotation of the nut. Under a circumferential groove is here either at least one groove to understand, each of which extends at least once on the inside of the rotor element to the entire inner circumference or more grooves, each extending over only a fraction of a revolution along the inside of the rotor element, but in total, ie considered as a whole are arranged over a complete revolution on the inside of the rotor element. The groove thus has the shape of a section of a single or multiple helix. Since the outside of the transmission and the inside of the rotor element move against each other in operation of the rotor device, a conveyor for an oil is realized by the groove. The axial conveying direction of the oil can be defined here by the direction of rotation of the helix in conjunction with the rotation of the rotor element for a preferred direction of rotation of the rotor device. In particular, the axis of rotation of the rotor element can also be the axis of rotation of the shaft at the same time.

Das hat den Vorteil, dass auch in einem drucklosen System so sicher gestellt werden kann, dass ein Öl einen vorbestimmten Weg durch die Rotorvorrichtung nimmt. Durch die Helix oder Nut kann also eine drucklose oder nahezu drucklose Ölförderung entlang einer Richtung normal zu einer bei einer Rotation auftretenden Fliehkraft erzielt werden. Gleichzeitig wird durch die Helix auch eine gleichmäßige Verkeilung des Öls zwischen der Außenseite des Getriebes und der Innenseite des Rotorelements gewährleistet. Zusätzlich wird durch die Nut die Oberfläche des Rotorelementes, welche mit dem Öl in Kontakt ist, im Vergleich zu einer glatten Innenseite des Rotorelements ohne Nut erhöht, sodass ein erhöhter Wärmeübertrag von dem Rotorelement auf das Öl erfolgen kann. Es wird also der Rotor ohne dass ein Einbringen zusätzlicher Energie erforderlich wäre gezielt von innen gekühlt, was eine Erhöhung des Leistungsbereiches der elektrischen Maschine nach sich zieht und die Gefahr von einer thermischen Schädigung minimiert. Ein aus der Außenseite des Getriebes austretendes Öl wird also in Betrieb durch die Nut am Rotorelement axial und radial entlang geführt, wodurch die Kühlung des Rotorelements ohne zusätzlichen technischen Aufwand realisiert wird. Da über die Helix das Öl besonders gleichmäßig an der Innenseite des Rotorelements verteilt wird, wird das Rotorelement auch besonders gleichmäßig gekühlt und Wärmenester werden vermieden. This has the advantage that even in a pressureless system it can be ensured that an oil takes a predetermined path through the rotor device. By means of the helix or groove, therefore, an unpressurised or almost unpressurized oil delivery along a direction normal to a centrifugal force occurring during a rotation can be achieved. At the same time a uniform wedging of the oil between the outside of the transmission and the inside of the rotor element is ensured by the helix. In addition, through the groove, the surface of the rotor element which is in contact with the oil is increased in comparison to a smooth inner surface of the rotor element without a groove, so that an increased heat transfer from the rotor element to the oil can take place. Thus, without the introduction of additional energy required, the rotor would be cooled specifically from the inside, which entails an increase in the power range of the electrical machine and minimizes the risk of thermal damage. An emerging from the outside of the transmission oil is thus guided axially and radially along in operation by the groove on the rotor element, whereby the cooling of the rotor element is realized without additional technical effort. Since the helix distributes the oil particularly evenly on the inside of the rotor element, the rotor element is also cooled particularly uniformly and heat esters are avoided.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Innenseite des Rotorelements parallel zu der Rotationsachse verläuft. Das hat den Vorteil, dass das Rotorelement besonders kostengünstig gefertigt werden kann, insbesondere ohne dass hier ein Einarbeiten eines Konus’ erforderlich wäre. In a preferred embodiment it is provided that the inside of the rotor element is parallel to the axis of rotation. This has the advantage that the rotor element can be manufactured particularly cost-effectively, in particular without the need for incorporation of a cone.

In einer weiteren Ausführungsform ist hier vorgesehen, dass die Nut an der Innenseite die Rotationsachse mehrfach umrundet. Die Nut macht also mehrere Umdrehungen an der Innenseite des Rotorelements. Unter Nut ist hier insbesondere eine einzelne Nut zu verstehen. Das hat den Vorteil, dass das Öl besonders gleichmäßig verteilt wird. Zudem wird so die Oberfläche der Innenseite in besonders großem Maße erhöht, sodass ein guter Wärmeaustausch möglich ist. Auch wird ein Ölstau vermieden, da pro Umdrehung der Nut nur eine geringe Translation des Öls in einer Richtung parallel zur Rotationsachse erforderlich ist. Es genügen also für den axialen Öltransport auch geringere Kräfte als dies im Falle wenigerer Umdrehungen der Nut erforderlich wäre. In a further embodiment, it is provided here that the groove on the inside surrounds the axis of rotation several times. The groove does so several revolutions on the inside of the rotor element. Under groove is to be understood in particular a single groove. This has the advantage that the oil is distributed evenly. In addition, so the surface of the inside is increased to a very large extent, so that a good heat exchange is possible. Also an oil accumulation is avoided, since per revolution of the groove only a small translation of the oil in a direction parallel to the axis of rotation is required. So it suffice for the axial oil transport and lower forces than would be required in the case of fewer revolutions of the groove.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Welle und das Getriebe je über zumindest einen Schmierkanal verfügen, über welchen Öl unter Nutzung von einer in Betrieb des Rotorelements auftretenden Fliehkraft von der Welle durch das Getriebe auf die Innenseite des Rotorelements transportierbar ist. Das hat den Vorteil, dass Öl besonders einfach über die Welle in die Rotorvorrichtung eingespeist werden kann und über einen Schmierkanal oder bevorzugt mehrere Schmierkanäle des Getriebes zu unterschiedlichen Stellen an der Innenseite des Rotorelements gelangen kann. Das hat den Vorteil, dass das Öl hier eine Mehrfachverwendung erfährt, einerseits nämlich die einer Schmierung des Getriebes, andererseits die einer Kühlung des Rotorelements. Da die Verteilung des Öls hier besonders gleichmäßig erfolgt, und das Öl das Getriebe durch die Fliehkraft ohne weitere Einwirkungen automatisch verlässt, wird die Rotorvorrichtung auch frei von ölbedingten Schleppverlusten gehalten. In a particularly advantageous embodiment it is provided that the shaft and the transmission each have at least one lubrication channel, via which oil can be transported by using a centrifugal force occurring during operation of the rotor element from the shaft through the transmission to the inside of the rotor element. This has the advantage that oil can be fed into the rotor device particularly easily via the shaft and can reach different points on the inside of the rotor element via a lubrication channel or preferably several lubrication channels of the gearbox. This has the advantage that the oil undergoes a multiple use here, on the one hand namely the lubrication of the gearbox, on the other hand, a cooling of the rotor element. Since the distribution of the oil is particularly uniform here, and the oil automatically leaves the gearbox by the centrifugal force without any further effects, the rotor device is also kept free of oil-induced drag losses.

Insbesondere ist hier vorgesehen, dass zwischen der Außenseite des Getriebes und der Innenseite des Rotorelements eine Ölschicht vorhanden ist. Diese Ölschicht wird dadurch, dass sich im Betrieb der Rotorvorrichtung die Außenseite des Getriebes und die Innenseite des Rotorelements gegeneinander rotatorisch bewegen in einer von nach Schneckenantrieben bekannten Art durch die Rotorvorrichtung getrieben. Das hat den Vorteil, dass eine besonders gleichmäßige Kühlung des Rotorelements erzielt wird. In particular, it is provided here that an oil layer is present between the outside of the transmission and the inside of the rotor element. This oil layer is driven by the fact that in the operation of the rotor device, the outside of the transmission and the inside of the rotor element against each other rotatory move in one of known by screw drives type by the rotor device. This has the advantage that a particularly uniform cooling of the rotor element is achieved.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Außenseite des Getriebes parallel zu der Innenseite des Rotorelements orientiert ist. Insbesondere sind also sowohl Außenseite des Getriebes als auch Innenseite des Rotorelements parallel zur Rotationsachse orientiert. Das hat den Vorteil, dass eine gleichmäßige Kühlung des Rotorelements besonders leicht erzielt werden kann, da eine Ölschicht so naturgemäß in unterschiedlichen Bereichen eine ähnliche Dicke aufweist. Gleichzeitig wird so der vorhandene Bauraum besonders effektiv genutzt. In an advantageous embodiment it is provided that the outside of the transmission is oriented parallel to the inside of the rotor element. In particular, both outside of the transmission and inside of the rotor element are thus oriented parallel to the axis of rotation. This has the advantage that a uniform cooling of the rotor element can be achieved particularly easily, since an oil layer naturally has a similar thickness in different areas. At the same time, the existing installation space is used particularly effectively.

Die Erfindung beinhaltet auch einen Rotor für eine elektrische Maschine, mit einem Blechpaket und einer Rotorvorrichtung wie sie oben beschrieben ist. Dabei erstreckt sich die Nut insbesondere über eine axiale Länge der Innenseite, die im Wesentlichen einer axialen Länge des Blechpakets entspricht. Das Blechpaket umfasst hier insbesondere sämtliche für ein Zusammenwirken mit einer Wicklung vorgesehenen Bleche des Rotors. Die Nut erstreckt sich dabei nicht nur über die gleiche Länge wie das Blechpaket, sondern ist auch zwischen diesem und der Welle angeordnet. Das hat den Vorteil, dass einerseits über die Anordnung des Getriebes zwischen Blechpaket und Welle eine besonders kompakte Bauweise erreicht wird, andererseits der durch die Nut erzielte Kühleffekt genau dort auftritt, wo die Hitze in Betrieb des Rotors entsteht, nämlich in der unmittelbaren Nähe des Blechpakets. The invention also includes a rotor for an electric machine, comprising a laminated core and a rotor device as described above. In this case, the groove extends in particular over an axial length of the inner side, which corresponds substantially to an axial length of the laminated core. The laminated core here comprises in particular all provided for interaction with a winding sheets of the rotor. The groove extends not only over the same length as the laminated core, but is also arranged between this and the shaft. This has the advantage that on the one hand on the arrangement of the transmission between laminated core and shaft a particularly compact design is achieved, on the other hand, the cooling effect achieved by the groove occurs exactly where the heat is generated in operation of the rotor, namely in the immediate vicinity of the laminated core ,

Die Erfindung umfasst auch eine elektrische Maschine mit solch einem Rotor oder einem Rotor der solch eine Rotorvorrichtung umfasst. Die Vorteile ergeben sich entsprechend. The invention also includes an electric machine having such a rotor or a rotor comprising such a rotor device. The advantages arise accordingly.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, sowie anhand der Figuren. Dabei zeigen: Further features will become apparent from the following description of a preferred embodiment, and with reference to the figures. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein beispielhaftes Rotorelement einer Rotorvorrichtung; und 1 a schematic sectional view through an exemplary rotor element of a rotor device; and

2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Ausführungsform einer Rotorvorrichtung, wobei das Getriebe aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist. 2 a schematic sectional view through an exemplary embodiment of a rotor device, wherein the transmission is not shown for reasons of clarity.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The same or functionally identical elements are provided in the figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines beispielhaften Rotorelements. Das Rotorelement 1 hat hier die Form einer zylinderartigen Hülse, durch deren Zylinderachse eine Rotationsachse R verläuft. An einer Außenseite des Rotorelements 1 ist im vorliegenden Beispiel ein Blechpaket 8 angebracht. Dieses Blechpaket 8 erstreckt sich über eine axiale Länge L. Eventuell zu dem Blechpaket 8 gehörige Wicklungen sind hier nicht dargestellt. Im Innern des Rotorelements 1 ist ein Bereich 4 für ein Getriebe und eine Welle 5 (2) vorgesehen. Vorliegend sind weder das Getriebe noch die Welle 5 (2) eingezeichnet, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen. An einer Innenseite des Rotorelements 1 ist im gezeigten Beispiel eine Nut 3 eingefräst. Diese Nut 3 hat hier die Form einer vielfach gewundenen Spirale, und die Kanten der Nut verlaufen parallel zueinander in einem Neigungswinkel relativ zu einer Ebene, die durch die Rotationsachse R als Normale definiert ist. 1 shows a schematic sectional view of an exemplary rotor element. The rotor element 1 here has the shape of a cylinder-like sleeve through whose cylinder axis a rotation axis R runs. On an outside of the rotor element 1 is in this example a laminated core 8th appropriate. This laminated core 8th extends over an axial length L. Eventually to the laminated core 8th Associated windings are not shown here. Inside the rotor element 1 is an area 4 for a gearbox and a shaft 5 ( 2 ) intended. In the present case, neither the gearbox nor the shaft 5 ( 2 ) in order to increase the clarity. On an inner side of the rotor element 1 is a groove in the example shown 3 milled. This groove 3 here has the shape of a multi-spiral spiral, and the edges of the groove are parallel to each other at an inclination angle relative to a plane defined by the rotation axis R as normal.

Tritt nun also aus dem Bereich 4, in dem in Betrieb des Rotorelements 1 eine Welle 5 (2) und ein Getriebe vorgesehen sind durch die Fliehkräfte der sich drehenden Welle 5 (2) ein Öl hervor, so wird dies an der Innenseite 2 des Rotorelements 1 zunächst in die Vertiefung, welche die Nut 3 bildet, fließen. Über das nachsickernde Öl wird ein Ölfilm, der sich dann auf der Innenseite 2 des Rotorelements 1 bildet, an eine Außenseite 10 des sich im Bereich 4 befindlichen Getriebes gekoppelt. Es wird in diesem Beispiel also durch die Außenseite 10 in Rotationsrichtung eine Kraft auf den Ölfilm übertragen. Ohne die Nut 3 würde diese Kopplung jedoch das Öl lediglich um die Rotationsachse R bewegen, mit dem Effekt, dass schließlich erhebliche Schleppverluste die Leistung in einem Betrieb der Rotorvorrichtung verringern würde. Durch die Neigung der Nut 3 jedoch wird an die Rotation des austretenden Öls auch eine axiale Bewegung gekoppelt, sodass das Öl aus dem Raum zwischen der Außenseite 10 des Getriebes und der Innenseite 2 des Rotorelements 1 parallel zur Rotationsachse R hinausgetragen wird. An den Bereichen des Rotorelements 1, in denen die Nut 3 endet, kann dann beispielsweise jeweils ein Absaugkanal vorgesehen sein, durch welchen z.B. eine externe Saugpumpe das Öl absaugen kann. Now step out of the area 4 in which in operation of the rotor element 1 a wave 5 ( 2 ) and a gear are provided by the centrifugal forces of the rotating shaft 5 ( 2 ) an oil comes out, this becomes on the inside 2 of the rotor element 1 first in the recess, which the groove 3 forms, flow. About the seeping oil is an oil film, which is then on the inside 2 of the rotor element 1 forms on an outside 10 of himself in the area 4 coupled transmission. It is in this example so by the outside 10 transmit a force to the oil film in the direction of rotation. Without the groove 3 However, this coupling would only move the oil about the axis of rotation R, with the effect that eventually substantial drag losses would reduce the performance in an operation of the rotor device. Due to the inclination of the groove 3 however, an axial movement is coupled to the rotation of the exiting oil, so that the oil from the space between the outside 10 the gearbox and the inside 2 of the rotor element 1 is carried out parallel to the axis of rotation R. At the areas of the rotor element 1 in which the groove 3 ends, then, for example, a suction channel can be provided, for example, through which, for example, an external suction pump can suck the oil.

Im gezeigten Beispiel erstreckt sich die Nut 3 über nahezu die gesamte Länge der Innenseite 2 des Rotorelements 1. Die Nut 3 ist in diesem Beispiel eine einfache Spirale, es kann sich hier jedoch auch um beispielsweise zwei oder mehr Nuten handeln, welche nach Art einer Doppel- oder Mehrfachhelix zueinander orientiert sind, sodass sie mehrere parallele Kanäle für das Öl bilden. Vorliegend erstreckt sich die Nut 3 über eine Länge, welche die Länge L des Blechpakets 8 übertrifft, die Nut 3 steht hier an beiden Enden über die von dem Blechpaket 8 eingenommene Länge L über. Damit koppelt das durch die Nut 3 transportierte Öl thermisch besonders gut an das Blechpaket 8. Es wird also eine bestmögliche Kühlung zusätzlich zu dem drucklosen Schmieren des Getriebes erzielt. In the example shown, the groove extends 3 over almost the entire length of the inside 2 of the rotor element 1 , The groove 3 is in this example a simple spiral, but it may also be, for example, two or more grooves, which are oriented in the manner of a double or multiple helix to each other so that they form a plurality of parallel channels for the oil. In the present case, the groove extends 3 over a length which is the length L of the laminated core 8th surpasses the groove 3 stands here at both ends of the of the laminated core 8th occupied length L over. This couples through the groove 3 transported oil particularly well thermally to the laminated core 8th , It is thus achieved the best possible cooling in addition to the pressureless lubrication of the transmission.

2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Ausführungsform einer Rotorvorrichtung, wobei das Getriebe aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Zusätzlich zu dem Blechpaket 8, dem Rotorelement 1 sowie der Innenseite 2 des Rotorelements 1 und der Außenseite 10 des Getriebes und der Nut 3 ist hier noch ein Einleitungselement 9 zu erkennen, welches eine Rotationsbewegung des Rotorelements 1 in das Getriebe, vorliegend in den Bereich 4 in welchem das nicht dargestellte Getriebe sich befindet, einleitet. Außerdem ist die Welle 5, welche im gezeigten Beispiel mit dem Rotorelement 1 die gemeinsame Rotationsachse R aufweist, eingezeichnet. Es sind auch mehrere Pfeile 6 eingezeichnet, welche den Fluss des Öls in die als Hohlwelle ausgeführte Welle 5, sowie aus der Welle 5 in radialer Richtung von der Rotationsachse R fort in das Getriebe und aus dem Getriebe über die Außenseite 10 des Getriebes hinaus zur Innenseite 2 des Rotorelements 1, sowie schließlich an der Innenseite 2 des Rotorelements 1 in axialer Richtung wieder aus dem Raum zwischen Außenseite 10 und Innenseite 2 hinaus darstellt. Dabei sickert das Öl über eine Vielzahl von Schmierkanälen 7 von der Welle 5 zu der Innenseite 2 des Rotorelements 1. Diese Schmierkanäle sind in der Welle 5 als Bohrungen ausgeführt, und für das Getriebe vorliegend nur schematisch angedeutet. 2 shows a schematic sectional view through an exemplary embodiment of a rotor device, wherein the transmission is not shown for reasons of clarity. In addition to the laminated core 8th , the rotor element 1 as well as the inside 2 of the rotor element 1 and the outside 10 of the gearbox and the groove 3 is here still an introductory element 9 to recognize which a rotational movement of the rotor element 1 into the gearbox, present in the area 4 in which the transmission is not shown, initiates. Besides, the wave is 5 , which in the example shown with the rotor element 1 has the common axis of rotation R, located. There are also several arrows 6 which shows the flow of oil into the shaft designed as a hollow shaft 5 , as well as from the wave 5 in the radial direction away from the axis of rotation R into the transmission and out of the transmission via the outside 10 of the transmission out to the inside 2 of the rotor element 1 , and finally on the inside 2 of the rotor element 1 in the axial direction again from the space between outside 10 and inside 2 represents. The oil seeps through a variety of lubrication channels 7 from the wave 5 to the inside 2 of the rotor element 1 , These lubrication channels are in the shaft 5 executed as holes, and for the transmission in the present case only indicated schematically.

Bei Betrieb der dargestellten Rotorvorrichtung wird nun über eine Pumpe ein Öl in den Innenraum der Welle 5 befördert. Dort bereitet sich aufgrund der von der Rotation der Welle 5 verursachten Fliehkräfte das Öl entlang der Pfeile 6 aus. Über die Schmierkanäle 7 gelangt das Öl von der Welle 5 in das vorliegend nicht dargestellte Getriebe, wo es entlang verschiedener Pfade, die hier als Schmierkanäle 7 dargestellt sind, seiner Funktion als Schmiermittel nachkommt. Die Schmierkanäle 7 sind hier so geformt, dass keine weitergehende, zusätzliche Schmierung des Getriebes erforderlich ist. Das Getriebe wird also vorliegend rein passiv, ohne zusätzlich beaufschlagten Druck, über die Fliehkräfte in den rotierenden Teilen, nämlich der Welle 5 und dem Getriebe sowie dem Rotorelement 1 nebst zugehörigem Einkopplungselement 9 verteilt. Nachdem das Öl seine Schmierfunktion erfüllt hat, gelangt es am Ende der Schmierkanäle 7 an die Außenseite 10 des Getriebes und von dort an die Innenseite 2 des Rotorelements 1. Da sich die Außenseite 10 des Getriebes und die Innenseite 2 des Rotorelements gegeneinander bewegen, sorgt die in diesem Beispiel als Einfach-Helix ausgeführte Nut 3 dazu, dass das Öl wie durch ein Gewinde quasi herausgeschraubt wird. Durch die Nut 3 ist die Grenzfläche zwischen dem Rotorelement 1 und dem Öl dabei vergrößert, sodass die von dem Blechpaket 8 an das Rotorelement 1 abgegebene Wärme besonders gut auf das Öl übertragen wird. Es wird hier in Folge also das Öl und mit diesem auch die vom Öl aufgenommene Wärme zu einem Ende des mit der Nut versehenen Innenseite 2 des Rotorelements 1 gefördert, von wo Öl und Wärme z.B. über einen Absaugkanal aus der elektrischen Maschine entfernt werden. Es wird somit ein zusätzlicher Kühleffekt ohne weitere sich bewegende Teile oder einen weiteren Energieeinsatz erzielt. Der Leistungsbereich der elektrischen Maschine kann dementsprechend heraufgesetzt werden, insbesondere ohne dass eine Änderung einer Außendimensionierung der mit dieser Rotorvorrichtung ausgestattenden elektrischen Maschine im Vergleich zu einer elektrischen Maschine mit einer gewöhnlichen Rotorvorrichtung erforderlich wäre. During operation of the illustrated rotor device, an oil is now in the interior of the shaft via a pump 5 promoted. There it prepares because of the rotation of the shaft 5 centrifugal forces caused the oil along the arrows 6 out. About the lubrication channels 7 the oil gets off the shaft 5 in the present case, not shown, where it along different paths, here as lubrication channels 7 are shown, fulfilling its function as a lubricant. The lubrication channels 7 Here are shaped so that no further, additional lubrication of the transmission is required. In the present case, therefore, the transmission is purely passive, without additionally applied pressure, via the centrifugal forces in the rotating parts, namely the shaft 5 and the transmission and the rotor element 1 together with associated coupling element 9 distributed. After the oil has fulfilled its lubricating function, it reaches the end of the lubrication channels 7 to the outside 10 of the gearbox and from there to the inside 2 of the rotor element 1 , As is the outside 10 of the gearbox and the inside 2 move the rotor element against each other, ensures the executed in this example as a single helix groove 3 for the oil to be unscrewed as if by a thread. Through the groove 3 is the interface between the rotor element 1 and the oil increases, so that the of the laminated core 8th to the rotor element 1 heat is transferred particularly well to the oil. It is here in consequence so the oil and with this also the heat absorbed by the oil to one end of the groove provided with the inside 2 of the rotor element 1 promoted, from where oil and heat are removed, for example via a suction duct from the electric machine. It is thus achieved an additional cooling effect without further moving parts or a further use of energy. Accordingly, the power range of the electric machine can be increased, in particular, without requiring a change in external dimensioning of the electric machine provided with this rotor device as compared with an electric machine having a common rotor device.

Claims

Rotor device for an electric machine, having a rotor element ( 1 ), a wave ( 5 ) and at least partially inside the rotor element ( 1 ) arranged gear which the shaft ( 5 ) mechanically with the rotor element ( 1 ), wherein the gearbox rotates the rotor element ( 1 ) about an axis of rotation (R) at a speed in a rotation of the shaft ( 5 ) at a different speed, characterized in that on an outer side of the transmission facing inside ( 2 ) of the rotor element ( 1 ) a circumferential groove ( 3 ), which has a tilt relative to the axis of rotation (R).

Rotor device according to claim 1, characterized in that the inside ( 2 ) of the rotor element ( 1 ) runs parallel to the axis of rotation (R).

Rotor device according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 3 ) on the inside ( 2 ) the rotation axis (R) several times.

Rotor device according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 5 ) and the transmission via at least one lubrication channel ( 7 ) over which oil using one in the operation of the rotor element ( 1 ) occurring centrifugal force from the shaft ( 5 ) through the gearbox on the inside ( 2 ) of the rotor element ( 1 ) is transportable.

Rotor device according to one of the preceding claims, characterized in that between the outside of the transmission and the inside ( 2 ) of the rotor element ( 1 ) an oil layer is present.

Rotor device according to one of the preceding claims, characterized in that the outside of the transmission parallel to the inside ( 2 ) of the rotor element ( 1 ) is oriented.

Rotor for an electric machine, with a laminated core ( 8th ) and a rotor device according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 3 ) over an axial length of the inside ( 2 ) extending substantially an axial length (L) of the laminated core ( 8th ) corresponds.

Electric machine with a rotor according to claim 7 or with a rotor comprising a rotor device according to one of claims 1 to 6.