DE102016215428A1

DE102016215428A1 - Electric rotary machine

Info

Publication number: DE102016215428A1
Application number: DE102016215428.1A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schlag
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Rotationsmaschine, mit einem Rotor, einem Stator und einer Welle, wobei der Rotor auf der Welle befestigt ist, die als Hohlwelle mit einem ersten, sich in axialer Richtung erstreckenden Kühlmittelkanal für ein flüssiges Kühlmittel ausgebildet ist, wobei ein zweiter Kühlmittelkanal vorgesehen ist, der mit dem ersten Kühlmittelkanal kühlmittelführend verbunden ist und der sich durch den Rotor in axialer Richtung erstreckt.The invention relates to a rotary electric machine having a rotor, a stator and a shaft, wherein the rotor is mounted on the shaft, which is designed as a hollow shaft with a first, extending in the axial direction coolant channel for a liquid coolant, wherein a second coolant channel is provided, which is connected to the coolant passage leading to the first coolant channel and which extends through the rotor in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Rotationsmaschine mit einem Rotor, einem Stator und einer Welle, wobei der Rotor auf der Welle befestigt ist, die als Hohlwelle mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Kühlmittelkanal für ein flüssiges Kühlmittel ausgebildet ist. The invention relates to a rotary electric machine with a rotor, a stator and a shaft, wherein the rotor is mounted on the shaft, which is designed as a hollow shaft with a extending in the axial direction of the coolant channel for a liquid coolant.

Elektrische Rotationsmaschinen, die als Traktionsmaschinen in Kraftfahrzeugen, wie z.B. PKWs, eingesetzt werden, bedürfen der Kühlung. Es ist bekannt, den Rotor der elektrischen Rotationsmaschine indirekt über die mit ihm verbundene rotierende Welle zu Kühlen. Dabei ist die Welle als Hohlwelle ausgebildet, durch die das Kühlmittel, z.B. Kühlflüssigkeit strömt. Electric rotary machines used as traction machines in motor vehicles, e.g. Passenger cars, to be used, require cooling. It is known to cool the rotor of the rotary electric machine indirectly via the rotating shaft connected to it. The shaft is designed as a hollow shaft through which the coolant, e.g. Coolant flows.

Ein Zuflusselement ermöglicht, das Kühlmittel in die Hohlwelle strömt. Ein Einlass und ein Auslass für das Kühlmittel sind dabei auf der gleichen Seite der Welle angeordnet. Dies erfordert jedoch ein abdichtendes Gehäuse. An inflow element allows the coolant to flow into the hollow shaft. An inlet and an outlet for the coolant are arranged on the same side of the shaft. However, this requires a sealing housing.

Aus der DE 103 42 790 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, insbesondere mit einem geschlossenen Gehäuse, bekannt, in dem ein Stator und ein Rotor angeordnet sind. Um mit geringem Bauaufwand eine effiziente Kühlung, insbesondere des Rotors, zu ermöglichen, ist in dem Rotor ein Mittel zur Erzeugung einer den Rotor kühlenden Luftströmung integriert, das als Luftturbine ausgebildet ist. Die Luftturbine ist als Kanalsystem ausgebildet, das zumindest eine Einlassöffnung und zumindest eine Auslassöffnung aufweist, wobei die Einlassöffnung im Bereich einer ersten Stirnseite des Rotors und die Auslassöffnung im Bereich der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Rotors angeordnet sind. Jedoch lässt sich mit einer Luftkühlung keine optimale Kühlung der Wärmequelle erreichen. From the DE 103 42 790 A1 is an electrical machine with a housing, in particular with a closed housing, known, in which a stator and a rotor are arranged. In order to enable efficient cooling, in particular of the rotor, with a low construction cost, a means for generating an air flow which cools the rotor and which is designed as an air turbine is integrated in the rotor. The air turbine is designed as a channel system having at least one inlet opening and at least one outlet opening, wherein the inlet opening in the region of a first end side of the rotor and the outlet opening in the region of the opposite second end side of the rotor are arranged. However, with air cooling, optimum cooling of the heat source can not be achieved.

Aus der DE 2013 007 706 A1 ist eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Kraftwagen, bekannt, die wenigstens ein Statorelement als erstes Maschinenelement und ein Rotorelement als zweitem Maschinenelement aufweist, welches um eine Drehachse relativ zu dem Rotorelement drehbar ist. Wenigstens eines der Maschinenelemente weist eine Spule auf, welche durch wenigstens eine Wicklung mindestens eines elektrischen Leiters gebildet ist. In der Wicklung ist wenigstens ein von einem Kühlmedium durchströmbares Leitungselement zumindest teilweise aufgenommen, wobei das Leitungselement wenigstens eine in der Wicklung angeordnete Ausströmöffnung für das Kühlmedium zum Kühlen der Wicklung aufweist. Jedoch ist die Integration des durchströmbaren Leitungselements in Wicklungen sehr aufwändig. From the DE 2013 007 706 A1 is an electric machine, in particular for a motor vehicle, known which comprises at least one stator element as a first machine element and a rotor element as a second machine element, which is rotatable about an axis of rotation relative to the rotor element. At least one of the machine elements has a coil, which is formed by at least one winding of at least one electrical conductor. At least one duct element through which a cooling medium can flow is at least partially accommodated in the winding, wherein the duct element has at least one outflow opening for the cooling medium arranged in the winding for cooling the winding. However, the integration of the flow-through line element in windings is very complex.

Aus der DE 602 21 614 T2 ist eine Kühlanordnung für eine elektrische Drehmaschine bekannt, die mittels eines flüssigen Kühlmediums gekühlt wird. Die elektrische Drehmaschine gemäß der DE 602 21 614 T2 weist einen Rotor, einen im Wesentlichen zylindrischen Statorkern mit Zähnen und einen rückwärtigen Kern auf, von dem die Zähne vorspringen. Statorwicklungen sind auf Zähne des Statorkerns gewickelt und ein Schlitz ist zwischen zwei benachbarten Zähnen gebildet. Ein erster Kühlmediumkanal erstreckt sich entlang einer axialen Richtung des Statorkerns, wobei der Kühlmediumkanal in dem Schlitz und zwischen zwei benachbarten Statorwicklungen durch Abdichten der Schlitzöffnung, die dem Rotor zugewandt ist, gebildet ist. Ein zweiter Kühlmediumkanal erstreckt sich parallel zu dem ersten Kühlmediumkanal, wobei der zweite Kühlmediumkanal das Fließen von Kühlmedium, das in dem ersten Kühlmediumkanal fließt, ermöglicht. Der Statorkern bildet zumindest einen Abschnitt einer Kanalwand des zweiten Kühlmediumkanals und das Zentrum des zweiten Kühlmediumkanals ist radial von einem Zentrum des ersten Kühlmediumkanals verlagert. Jedoch erlaubt die Kühlanordnung gemäß der DE 602 21 614 T2 nur ein Kühlen des Stators und allenfalls eine indirekte Kühlung des Rotor. From the DE 602 21 614 T2 For example, a cooling arrangement for a rotary electric machine is known, which is cooled by means of a liquid cooling medium. The rotary electric machine according to DE 602 21 614 T2 has a rotor, a substantially cylindrical stator core with teeth and a rear core from which the teeth protrude. Stator windings are wound on teeth of the stator core and a slot is formed between two adjacent teeth. A first cooling medium passage extends along an axial direction of the stator core, the cooling medium passage being formed in the slot and between two adjacent stator windings by sealing the slot opening facing the rotor. A second cooling medium passage extends parallel to the first cooling medium passage, the second cooling medium passage allowing flow of cooling medium flowing in the first cooling medium passage. The stator core forms at least a portion of a channel wall of the second cooling medium channel, and the center of the second cooling medium channel is displaced radially from a center of the first cooling medium channel. However, the cooling arrangement allows according to the DE 602 21 614 T2 only a cooling of the stator and possibly an indirect cooling of the rotor.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, zumindest einen Weg aufzuzeigen, wie die Kühlung eines Rotors mit einem flüssigen Kühlmedium verbessert werden kann. It is therefore an object of the invention to show at least one way in which the cooling of a rotor with a liquid cooling medium can be improved.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine elektrische Rotationsmaschine mit einem Rotor, einem Stator und einer Welle. Der Rotor ist auf der Welle befestigt, die als Hohlwelle mit einem ersten, sich in axialer Richtung erstreckenden Kühlmittelkanal für ein flüssiges Kühlmittel ausgebildet ist. Ein zweiter Kühlmittelkanal ist vorgesehen, der mit dem ersten Kühlmittelkanal kühlmittelführend verbunden ist und der sich durch den Rotor in axialer Richtung erstreckt. The object of the invention is achieved by an electric rotary machine with a rotor, a stator and a shaft. The rotor is mounted on the shaft which is formed as a hollow shaft with a first, extending in the axial direction coolant channel for a liquid coolant. A second coolant channel is provided which communicates with the first coolant channel in a coolant-carrying manner and which extends through the rotor in the axial direction.

Dabei wird unter einer elektrischen Rotationsmaschine eine elektrische Maschine mit einem rotierenden Rotor und einem ortsfesten Stator verstanden, die motorisch und/oder generatorisch betrieben werden kann. Der Rotor (auch Läufer genannt) ist ein bewegliches Teil, das auf der rotierenden Welle angebracht ist und sich üblicherweise innerhalb des feststehenden Stators (auch Ständer genannt) befindet. In this case, an electric rotary machine is understood to mean an electric machine with a rotating rotor and a stationary stator, which can be operated by motor and / or generator. The rotor (also called rotor) is a moving part, which is mounted on the rotating shaft and is usually located within the fixed stator (also called stator).

Der üblicherweise zylindrisch aufgebaute Rotor kann aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten Elektroblechen bestehen, um die durch das Ständerfeld verursachten Wirbelströme im Rotor gering zu halten. Über den Umfang verteilt sind in das Elektroblech Nuten eingelassen, welche Rotorwicklungen aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten verschlossen sein, um ein Herauslösen der Rotorwicklungen durch Fliehkräfte zu verhindern. The usually cylindrically constructed rotor may consist of electrical sheets which are electrically insulated from one another and layered in order to keep the eddy currents in the rotor caused by the stator field small. Distributed over the circumference are embedded in the electrical sheet grooves, which receive rotor windings. Dependent on from the construction to the surface, the grooves may be closed to prevent the rotor windings from being released by centrifugal forces.

In einem Kraftfahrzeug kann eine derartige elektrische Rotationsmaschine als Traktionsmaschine und/oder als Generator zum Rekuperieren von Bremsenergie verwendet werden. Dabei kann durch die Ausbildung als Hohlwelle, die den ersten Kühlmittelkanal bereitstellt, die Welle gekühlt werden, während durch den zweiten Kühlmittelkanal, der sich durch den Rotor erstreckt, der Rotor effizient gekühlt werden kann. So kann eine verbesserte Kühlung des Rotors mit einem flüssigen Kühlmittel erreicht werden. In a motor vehicle, such a rotary electric machine can be used as a traction machine and / or as a generator for recuperation of braking energy. In this case, by forming as a hollow shaft, which provides the first coolant channel, the shaft can be cooled, while through the second coolant channel, which extends through the rotor, the rotor can be cooled efficiently. Thus, an improved cooling of the rotor can be achieved with a liquid coolant.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zweite Kühlmittelkanal in radialer Richtung beabstandet von dem ersten Kühlmittelkanal angeordnet ist. So werden durch den radialen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelkanal unterschiedliche Bereiche des Rotors effizient gekühlt und damit die Kühlung insgesamt verbessert. It is preferably provided that the second coolant channel is arranged in the radial direction at a distance from the first coolant channel. Thus, due to the radial distance between the first and the second coolant channel, different regions of the rotor are cooled efficiently and thus the overall cooling is improved.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein erster Verbindungskanal und ein zweiter Verbindungskanal jeweils den ersten Kühlmittelkanal mit dem zweiten Kühlmittelkanal kühlmittelführend verbinden, wobei sich die beiden Verbindungskanäle jeweils in radialer Richtung erstrecken. Somit erstrecken sich die beiden Verbindungskanäle in eine andere Richtung als die beiden Kühlmittelkanäle. So kann mit besonders geringem Fertigungsaufwand eine kühlmittelführende Verbindung zwischen den beiden Kühlmittelkanälen gebildet werden. It is preferably provided that a first connection channel and a second connection channel each connect the first coolant channel to the second coolant channel in a coolant-carrying manner, wherein the two connection channels each extend in the radial direction. Thus, the two connection channels extend in a different direction than the two coolant channels. Thus, a coolant-carrying connection between the two coolant channels can be formed with particularly low production costs.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass beide Verbindungskanäle jeweils durch eine stirnseitige Abdeckung gebildet sind. Bei der stirnseitigen Abdeckung kann es sich um ein Kunststoffteil, wie z.B. ein Kunststoffspritzgussteil, handeln. Die stirnseitige Abdeckung verschließt sonst offene Kanäle an den Stirnseiten des Rotors. Somit müssen keine zusätzlichen Kanäle gebildet werden, was die Fertigung vereinfacht. It is preferably provided that both connection channels are each formed by a frontal cover. The frontal cover can be a plastic part, such as a plastic part. a plastic injection molded part, act. The end cover closes otherwise open channels on the front sides of the rotor. Thus, no additional channels must be formed, which simplifies the production.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Rotor eine Mehrzahl von Rotorwicklungen aufweist, die in Umfangsrichtung des Rotor gleichmäßig beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen zwei benachbarten Rotorwicklungen der zweite Kühlmittelkanal angeordnet ist. So kann mit dem zweiten Kühlkanal eine besonders effiziente Kühlung der Rotorwicklungen erreicht werden und damit die Kühlung verbessert werden. It is preferably provided that the rotor has a plurality of rotor windings, which are arranged uniformly spaced in the circumferential direction of the rotor, wherein between two adjacent rotor windings of the second coolant channel is arranged. Thus, with the second cooling channel, a particularly efficient cooling of the rotor windings can be achieved and thus the cooling can be improved.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die beiden Verbindungskanäle den ersten Kühlmittelkanal und den zweiten Kühlmittelkanal in Reihe miteinander verbinden. Mit anderen Worten, Kühlmittel strömt zuerst durch den ersten Kühlmittelkanal und kühlt die Welle und strömt anschließend durch den zweiten Kühlmittelkanal und kühlt dort den Rotor. So kann die Kühlkapazität des Kühlmittels optimal ausgenutzt werden. It is preferably provided that the two connection channels connect the first coolant channel and the second coolant channel in series with each other. In other words, coolant first flows through the first coolant channel and cools the shaft and then flows through the second coolant channel, where it cools the rotor. Thus, the cooling capacity of the coolant can be optimally utilized.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Kühlmittelkanal einen Einlass und der zweite Kühlmittelkanal einen Auslass aufweist, wobei der Einlass und der Auslass beide auf einer ersten Stirnseite von zwei Stirnseiten der elektrischen Rotationsmaschine angeordnet sind. Mit anderen Worten, sowohl der Einlass als auch der Auslass befinden sich auf der gleichen Seite der elektrischen Rotationsmaschine. Somit strömt Kühlmittel durch den ersten Kühlmittelkanal in einer ersten Richtung entlang der axialen Erstreckungsachse der Welle und das Kühlmittel strömt durch den zweiten Kühlmittelkanal in einer zweiten, zur ersten Richtung entgegen gesetzten Richtung. It is preferably provided that the first coolant channel has an inlet and the second coolant channel has an outlet, wherein the inlet and the outlet are both arranged on a first end side of two end faces of the rotary electric machine. In other words, both the inlet and the outlet are on the same side of the rotary electric machine. Thus, coolant flows through the first coolant channel in a first direction along the axial extension axis of the shaft and the coolant flows through the second coolant channel in a second direction opposite to the first direction.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die beiden Verbindungskanäle den ersten Kühlmittelkanal und den zweiten Kühlmittelkanal parallel miteinander verbinden. Mit anderen Worten, eine Zuführleitung verzweigt in zwei Zweige, nämlich den ersten und den zweiten Kühlmittelkanal, die sich wieder zu einer gemeinsamen Abführleitung vereinigen. So kann eine besondere große Menge an Kühlmittel dem Rotor zugeführt werden, um eine besonders starke Kühlung zu erreichen. It is preferably provided that the two connection channels connect the first coolant channel and the second coolant channel in parallel with each other. In other words, a supply line branches into two branches, namely the first and the second coolant channel, which reunite to form a common discharge line. Thus, a special large amount of coolant can be supplied to the rotor to achieve a particularly strong cooling.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Kühlmittelkanal einen Einlass und der zweite Kühlmittelkanal einen Auslass aufweist, wobei der Einlass und der Auslass beide auf verschiedenen Stirnseiten von zwei Stirnseiten der elektrischen Rotationsmaschine angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Einlass als auch der Auslass befinden sich auf unterschiedlichen Seiten der elektrischen Rotationsmaschine. Somit strömt Kühlmittel durch den ersten Kühlmittelkanal in einer Richtung entlang der axialen Erstreckungsachse der Welle. Zugleich strömt Kühlmittel durch den zweiten Kühlmittelkanal in der gleichen Richtung entlang der axialen Erstreckungsachse der Welle. It is preferably provided that the first coolant channel has an inlet and the second coolant channel has an outlet, wherein the inlet and the outlet are both arranged on different end faces of two end faces of the rotary electric machine. In other words, the inlet and the outlet are located on different sides of the rotary electric machine. Thus, coolant flows through the first coolant channel in a direction along the axial extension axis of the shaft. At the same time, coolant flows through the second coolant channel in the same direction along the axial extension axis of the shaft.

Ferner gehören zur Erfindung ein Rotor für eine derartige elektrische Rotationsmaschine und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen elektrischen Rotationsmaschine. Furthermore, the invention includes a rotor for such a rotary electric machine and a motor vehicle with such a rotary electric machine.

Es wird die Erfindung nun unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigt: The invention will now be explained with reference to a drawing. It shows:

1 in schematischer Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors, 1 in a schematic sectional view of a first embodiment of a rotor according to the invention,

2 eine weitere Schnittdarstellung eines Abschnitts des in 1 dargestellten Rotors entlang der Schnittlinie B-B, und 2 another sectional view of a section of in 1 represented rotor along the section line BB, and

3 in schematischer Schnittdarstellung einen Abschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors. 3 in a schematic sectional view of a portion of a second embodiment of a rotor according to the invention.

Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen. It is going on first 1 Referenced.

Dargestellt ist eine elektrischen Rotationsmaschine 2, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl als Traktionsmotor eines Kraftfahrzeugs, wie eines z.B. PKWs, als auch als Generator zum Rekuperieren von Bremsenergie eingesetzt werden kann. Die elektrische Rotationsmaschine 2 weist einen Rotor 4, einen Stator 6 und eine Welle 8 auf. Shown is an electric rotary machine 2 , which can be used in the present embodiment, both as a traction motor of a motor vehicle, such as a car, as well as a generator for recuperation of braking energy. The electric rotary machine 2 has a rotor 4 , a stator 6 and a wave 8th on.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die elektrische Rotationsmaschine 2 als Synchronmaschine mit Stromerregung ausgebildet, wobei der Rotor 4 als Innenläufer ausgebildet ist. Somit könnte der Rotor 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch als Polrad einer Synchronmaschine bezeichnet werden. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die elektrische Rotationsmaschine 2 auch eine Gleichstrommaschine, eine Wechsel- oder Drehstromstrommaschine, wie eine Asynchronmaschine, oder eine Universalmaschine sein, die als Motor sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden kann. Ferner kann die elektrische Rotationsmaschine 2 auch permanenterregt sein. In the present embodiment, the rotary electric machine 2 designed as a synchronous machine with current excitation, wherein the rotor 4 is designed as an internal rotor. Thus, the rotor could 4 be referred to in the present embodiment as a pole of a synchronous machine. Notwithstanding the present embodiment, the rotary electric machine 2 also a DC machine, an AC or AC machine, such as an asynchronous machine, or a universal machine, which can be operated as a motor with both DC and AC. Furthermore, the rotary electric machine can 2 also be permanently energized.

Der Rotor 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylinderförmiger Grundform weist ein Blechpakt 34 auf, das aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten Elektroblechen besteht. In das Blechpaket 34 sind Nuten eingelassen, in denen Rotorwicklungen (in 2 dargestellt) aufgenommen sind. Das Blechpaket 34 ist verdrehfest auf der Welle 8 der elektrischen Rotationsmaschine 2 befestigt. Die Welle 8 ist als Hohlwelle ausgebildet. Somit erstreckt sich durch die Welle 8 ein erster Kühlmittelkanal 10 in axialer Richtung A der Welle 8. The rotor 4 in the present embodiment, essentially cylindrical basic shape has a Blechpakt 34 on, which consists of against each other electrically insulated and layered constructed electrical sheets. In the laminated core 34 are recessed grooves in which rotor windings (in 2 shown) are recorded. The laminated core 34 is torsion-resistant on the shaft 8th the electric rotary machine 2 attached. The wave 8th is designed as a hollow shaft. Thus, extends through the shaft 8th a first coolant channel 10 in the axial direction A of the shaft 8th ,

Der erste Kühlmittelkanal 10 beginnt an einer ersten Stirnseite 26 des Rotors 4 an einem Einlass 22 und endet an einer zweiten Stirnseite 28 des Rotors 4, die der ersten Stirnseite 26 gegenüberliegt. The first coolant channel 10 starts at a first end 26 of the rotor 4 at an inlet 22 and ends at a second end face 28 of the rotor 4 that the first front page 26 opposite.

An der zweiten Stirnseite 28 mündet der erste Kühlmittelkanal 10 in einen ersten Verbindungskanal 14. Der erste Verbindungskanal 14 erstreckt sich in radialer Richtung R auswärts, bis er in einen zweiten Kühlmittelkanal 14 mündet. At the second end 28 opens the first coolant channel 10 in a first connection channel 14 , The first connection channel 14 extends outward in the radial direction R until it enters a second coolant channel 14 empties.

Auch der zweite Kühlmittelkanal 12 erstreckt sich wie der erste Kühlmittelkanal 10 in axialer Richtung A. Mit anderen Worten, der ersten Kühlmittelkanal 10 und der zweite Kühlmittelkanal 12 verlaufen parallel zueinander. Dabei verläuft der zweite Kühlmittelkanal 12 durch das Blechpakte 6 des Rotors 2, wie dies noch detailliert unter Bezugnahme auf 2 erläutert wird. Also the second coolant channel 12 extends like the first coolant channel 10 in the axial direction A. In other words, the first coolant channel 10 and the second coolant channel 12 run parallel to each other. In this case, the second coolant channel runs 12 through the sheet metal pacts 6 of the rotor 2 as further detailed by reference to 2 is explained.

Der zweite Kühlmittelkanal 12 endet an der ersten Stirnseite 26 in einen zweiten Verbindungskanal 16, der sich wie der erste Verbindungskanal 14 sich in radialer Richtung R, allerdings einwärts, erstreckt, bis er in einen Auslass 24 mündet. Mit anderen Worten, der erste Kühlmittelkanal 10, der erste Verbindungskanal 14, der zweite Kühlmittelkanal 12 und der zweiter Verbindungskanal 16 sind in Strömungsrichtung des Kühlmittels in Reihe hintereinander angeordnet. Ferner befinden sich der Einlass 22 und der Auslass 24 auf der gleichen Stirnseite, im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der ersten Stirnseite 26. The second coolant channel 12 ends at the first end 26 in a second connection channel 16 that looks like the first connection channel 14 extending in the radial direction R, but inwardly, until it enters an outlet 24 empties. In other words, the first coolant channel 10 , the first connection channel 14 , the second coolant channel 12 and the second connection channel 16 are arranged in series in the flow direction of the coolant in series. Furthermore, there are the inlet 22 and the outlet 24 on the same front side, in the present embodiment on the first end face 26 ,

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Verbindungskanal 14 und der zweite Verbindungskanal 16 durch Aufsetzen von jeweils stirnseitigen Abdeckungen 18 gebildet, die einen flüssigkeitsdichten Verschluss der ersten Stirnseite 26 und der zweiten Stirnseite 28 des Rotors 2 bewirken und zugleich aufgrund ihrer Formgebung, z.B. in Abhängigkeit von einer Wicklungsform, den ersten Verbindungskanal 14 und den zweiten Verbindungskanal 16 bilden. Die stirnseitigen Abdeckungen 18 können Kunststoffspritzgussteile sein. Ferner können die stirnseitigen Abdeckungen 18 elektrisch isolierend sein. In the present embodiment, the first connection channel 14 and the second connection channel 16 by placing each end covers 18 formed, the liquid-tight closure of the first end face 26 and the second end face 28 of the rotor 2 cause and at the same time due to their shape, for example, depending on a winding shape, the first connection channel 14 and the second connection channel 16 form. The frontal covers 18 can be plastic injection molded parts. Furthermore, the frontal covers 18 be electrically insulating.

Es wird zusätzlich auf 2 Bezug genommen. It is additionally on 2 Referenced.

Dargestellt ist der Rotor 2 auf der Welle 10, von der sich in radialer Richtung R zwei erste Verbindungskanäle 14 bis zu je zwei zweiten Kühlmittelkanälen 12 erstrecken. Shown is the rotor 2 on the wave 10 of which in the radial direction R two first connection channels 14 up to two second coolant channels 12 extend.

Ferner sind in der 2 Rotorwicklungen 20 des Rotors 2 dargestellt, die in Umfangsrichtung U des Rotor 2 gleichmäßig beabstandet voneinander angeordnet sind. Dabei sind in der 2 zwei Wicklungsteile 36 eine um einen Zahn 30 des Rotors 4 gewickelten Rotorwicklung 20 dargestellt sowie je ein Wicklungsteil 36 zweier benachbarter Rotorwicklungen 20. Mit anderen Worten, der Rotor 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist neben dem Blechpaket 34 zumindest die Rotorwicklungen 20 und den Zahn 30 auf. Furthermore, in the 2 rotor windings 20 of the rotor 2 shown in the circumferential direction U of the rotor 2 are equally spaced from each other. There are in the 2 two winding parts 36 one by one tooth 30 of the rotor 4 wound rotor winding 20 as well as one winding part each 36 two adjacent rotor windings 20 , In other words, the rotor 2 according to the present embodiment, in addition to the laminated core 34 at least the rotor windings 20 and the tooth 30 on.

Des Weiteren sind in der 2 zwei Deckschieber 32 dargestellt, die als Versteifungs- bzw. Sicherungselement die Rotorwicklung 20 gegen ein Herausfallen aus ihren Nuten in dem Rotor 4 aufgrund von rotationsbedingten Fliehkräften verhindern. Furthermore, in the 2 two cover sliders 32 represented as the stiffening or securing element, the rotor winding 20 against falling out of their grooves in the rotor 4 due to centrifugal forces caused by rotation.

Die beiden in 2 dargestellten zweiten Kühlmittelkanäle 14 sind jeweils zwischen benachbarten Rotorwicklungen 20 angeordnet. Somit sind die zweiten Kühlmittelkanäle 14 in einem ohnehin freien Bauraum des Rotors 4 angeordnet und bewirken aufgrund ihre Nähe zu den Wärmequellen darstellenden Rotorwicklungen 20 eine besonders effiziente Kühlung direkt an der Wärmequelle. The two in 2 shown second coolant channels 14 are each between adjacent rotor windings 20 arranged. Thus, the second coolant channels 14 in an already free space of the rotor 4 arranged and cause due to their proximity to the heat sources performing rotor windings 20 a particularly efficient cooling directly at the heat source.

Somit bewirken die beiden zweiten in 2 dargestellten Kühlmittelkanäle 12 eine effiziente Kühlung der ihnen zugeordneten Rotorwicklungen 20. Thus, the two second in 2 shown coolant channels 12 an efficient cooling of their associated rotor windings 20 ,

Im Betrieb wird flüssiges Kühlmittel durch den Einlass 22 in den ersten Kühlmittelkanal 10 eingeleitet. Das Kühlmittel strömt durch den ersten Kühlmittelkanal 10 in Richtung zum der zweiten Stirnseite 28 hin und kühlt dabei die Welle 8 des Rotors 2. Dann tritt das Kühlmittel in den ersten Verbindungskanal 14 und strömt radial auswärts, bis es in den zweiten Kühlmittelkanal 12 eintritt. Dann strömt das Kühlmittel in entgegen gesetzter Richtung, d.h. von der zweiten Stirnseite 28 zu der ersten Stirnseite 26 hin und kühlt dabei das Blechpaket 6 des Rotors 2. Dann tritt das Kühlmittel in den zweiten Verbindungskanal 18 ein und strömt radial einwärts, bis es durch den Auslass 24 wieder austritt. In operation, liquid coolant passes through the inlet 22 in the first coolant channel 10 initiated. The coolant flows through the first coolant channel 10 towards the second end face 28 and cools the wave 8th of the rotor 2 , Then, the coolant enters the first connection channel 14 and flows radially outward until it enters the second coolant channel 12 entry. Then the coolant flows in the opposite direction, ie from the second end face 28 to the first front 26 and cools the laminated core 6 of the rotor 2 , Then, the coolant enters the second connection channel 18 and flows radially inward until it passes through the outlet 24 exits again.

Es wird nun zusätzlich auf 3 Bezug genommen. It is now additionally on 3 Referenced.

Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der erste Kühlmittelkanal 10 zusammen mit dem ersten Verbindungskanal 14 und dem zweiten Verbindungskanal 16, die Strömungsrichtung des Kühlmedium hintereinander in Reihe angeordnet sind, parallel zu dem zweiten Kühlmittelkanal 12 angeordnet sind. This in 3 illustrated embodiment differs from the in 1 illustrated embodiment in that the first coolant channel 10 together with the first connection channel 14 and the second connection channel 16 , the flow direction of the cooling medium are arranged behind one another in series, parallel to the second coolant channel 12 are arranged.

Somit befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel der Einlass 22 wie bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel an der ersten Stirnseite 26, während sich der Auslass 24 an der zweiten Stirnseite 28 befindet. Mit anderen Worten, der Einlass 24 und der Auslass 26 befinden sich an unterschiedlichen Stirnseiten 26, 28. Thus, in this embodiment, the inlet is located 22 like the one in 1 illustrated embodiment of the first end face 26 while the outlet 24 on the second front side 28 located. In other words, the inlet 24 and the outlet 26 are located on different front sides 26 . 28 ,

Im Betrieb wird flüssiges Kühlmittel durch den Einlass 22 in den ersten Kühlmittelkanal 10 eingeleitet. Das Kühlmittel strömt durch den ersten Kühlmittelkanal 10 in Richtung zum der zweiten Stirnseite 28 hin und kühlt dabei die Welle 8 des Rotors 2. Zugleich tritt Kühlmittel in den ersten Verbindungskanal 14 und strömt radial auswärts, bis es in den zweiten Kühlmittelkanal 12 eintritt. Dann strömt das Kühlmittel in gleicher Richtung wie im ersten Kühlmittelkanal 10 der ersten Stirnseite 26 zu der zweiten Stirnseite 26 und kühlt dabei das Blechpaket 6 des Rotors 2. Dann tritt das Kühlmittel in den zweiten Verbindungskanal 18 ein und strömt radial einwärts, bis der zweite Verbindungskanal 18 in den ersten Kühlmittelkanal 10 mündet und durch den Auslass 24 wieder austritt. In operation, liquid coolant passes through the inlet 22 in the first coolant channel 10 initiated. The coolant flows through the first coolant channel 10 towards the second end face 28 and cools the wave 8th of the rotor 2 , At the same time, coolant enters the first connection channel 14 and flows radially outward until it enters the second coolant channel 12 entry. Then the coolant flows in the same direction as in the first coolant channel 10 the first front side 26 to the second end face 26 and cools the laminated core 6 of the rotor 2 , Then, the coolant enters the second connection channel 18 and flows radially inward until the second connection channel 18 in the first coolant channel 10 flows out and through the outlet 24 exits again.

So kann mit dem zweiten Kühlkanal 12 eine besonders effiziente Kühlung der Rotorwicklungen 20 erreicht werden und damit die Kühlung verbessert werden. So can with the second cooling channel 12 a particularly efficient cooling of the rotor windings 20 be achieved and thus the cooling can be improved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2: elektrische Rotationsmaschineelectric rotary machine
4 4: Rotorrotor
6 6: Statorstator
8 8th: Wellewave
1010: erster Kühlmittelkanal first coolant channel
1212: zweiter Kühlmittelkanal second coolant channel
1414: erster Verbindungskanal first connection channel
1616: zweiter Verbindungskanal second connection channel
1818: stirnseitige Abdeckung front cover
2020: Rotorwicklungen rotor windings
2222: Einlass inlet
2424: Auslass outlet
2626: erste Stirnseite first end face
2828: zweite Stirnseite second end face
3030: Zahn tooth
3232: Deckschieber Sliding cover
3434: Blechpaket laminated core
3636: Wicklungsteile winding parts
AA: axiale Richtung axial direction
RR: radiale Richtung radial direction
UU: Umfangsrichtung circumferentially

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10342790 A1 [0004]
DE 2013007706 A1 [0005]
DE 60221614 T2 [0006, 0006, 0006]

Claims

Electric rotary machine ( 2 ), with a rotor ( 4 ), a stator ( 6 ) and a wave ( 8th ), wherein the rotor ( 4 ) on the shaft ( 8th ), which as a hollow shaft with a first, in the axial direction (A) extending coolant channel ( 10 ) is designed for a liquid coolant, wherein a second coolant channel ( 12 ) is provided, which is connected to the first coolant channel coolant-carrying and by the rotor ( 4 ) in the axial direction (A).

Electric rotary machine ( 2 ) according to claim 1, wherein the second coolant channel ( 12 ) in the radial direction (R) spaced from the first coolant channel ( 10 ) is arranged.

Electric rotary machine ( 2 ) according to claim 1 or 2, wherein a first connection channel ( 14 ) and a second connection channel ( 16 ) each of the first cooling channel ( 10 ) with the second cooling channel ( 12 ) lead coolant-carrying, wherein the two connecting channels ( 14 . 16 ) each extend in the radial direction (R).

Electric rotary machine ( 2 ) according to claim 3, wherein both connection channels ( 14 . 16 ) each by a frontal cover ( 18 ) are formed.

Electric rotary machine ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the rotor ( 4 ) a plurality of rotor windings ( 20 ), which in the circumferential direction of the rotor ( 4 ) are arranged evenly spaced, wherein between two adjacent rotor windings ( 20 ) the second coolant channel ( 12 ) is arranged.

Electric rotary machine ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the two connecting channels ( 14 . 16 ) the first coolant channel ( 10 ) and the second coolant channel ( 12 ) connect in series.

Electric rotary machine ( 2 ) according to claim 6, wherein the first coolant channel ( 10 ) an inlet ( 22 ) and the second coolant channel has an outlet ( 24 ), and wherein the inlet ( 22 ) and the outlet ( 24 ) both on a first face ( 26 ) of two end faces ( 26 . 28 ) of the rotary electric machine ( 2 ) are arranged.

Electric rotary machine ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the two connecting channels ( 14 . 16 ) the first coolant channel ( 10 ) and the second coolant channel ( 12 ) connect in parallel.

Electric rotary machine ( 2 ) according to claim 8, wherein the first coolant channel ( 10 ) an inlet ( 22 ) and the second coolant channel ( 12 ) an outlet ( 24 ), and wherein the inlet ( 22 ) and the outlet ( 24 ) both on different front sides of two end faces ( 26 . 28 ) of the rotary electric machine ( 2 ) are arranged.

Rotor ( 4 ) for a rotary electric machine ( 2 ) according to one of claims 1 to 9.

Motor vehicle with a rotary electric machine ( 2 ) according to one of claims 1 to 9.