DE102019124208A1 - Elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine - Google Patents

Elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine Download PDF

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Abstract

Elektrische Maschine mit einem Stator (2) und einem Rotor (3), wobei der Rotor (3) ein Blechpaket (5) und eine durch das Blechpaket getragene Rotorwicklung (6) aufweist, die durch mehrere leitfähige Rotorstäbe (7) und die Rotorstäbe (7) an ihren axialen Enden leitend verbindende Kurzschlussringe (8) gebildet wird, wobei der Rotor (3) wenigstens ein scheibenförmiges Gehäuse (9) aufweist, das einen ein Kühlfluid (10) aufnehmenden Hohlraum (11) begrenzt, der als Thermosiphon zur Kühlung des Rotors (3) wirkt, wobei sich die Rotorstäbe (7) axial durch das jeweilige Gehäuse (9) hindurch erstrecken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor ein Blechpaket und eine durch das Blechpaket getragene Rotorwicklung aufweist, die durch mehrere leitfähige Rotorstäbe und die Rotorstäbe an ihren axialen Enden leitend verbindende Kurzschlussringe gebildet wird, wobei der Rotor wenigstens ein scheibenförmiges Gehäuse aufweist, das einen ein Kühlfluid aufnehmenden Hohlraum begrenzt, der als Thermosiphon zur Kühlung des Rotors wirkt. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Ansätze zur Kühlung von elektrischen Maschinen bekannt. Zur Kühlung eines Stators wird häufig eine Wassermantelkühlung am Statorgehäuse genutzt. Insbesondere bei Maschinen mit rotorseitigen Wicklungen, beispielsweise Asynchronmaschinen beziehungsweise stromerregten Synchronmaschinen, wird vorzugsweise auch eine Rotorkühlung genutzt. Beispielsweise kann eine Umluftkühlung erfolgen oder es kann eine sogenannte Rotorinnenkühlung genutzt werden, bei der Kühlmittel durch das Innere einer Rotorwelle geführt wird. Hierbei kann beispielsweise eine Hohlwelle genutzt werden, durch die das Kühlmittel gefördert wird, oder es wird eine Lanzenkühlung genutzt, bei der Kühlmittel durch eine Lanze in einen Hohlraum innerhalb der Rotorwelle eingebracht wird und zwischen der Außenhülle dieser Kühllanze und der Rotorwelle zurückströmt.
  • Insbesondere bei elektrischen Maschinen, die hohe Dauerleistungen bringen sollten, beispielsweise bei Antriebsmaschinen von Kraftfahrzeugen, ist die Dauerleistung bei gegebenen Gewicht und Volumen primär thermisch limitiert. Bei Maschinen mit Rotorwicklungen kann hierbei die Wärmeabfuhr von dieser Rotorwicklung der limitierende Faktor sein. Die Wärme wird üblicherweise von dem Rotorkäfig durch das Rotorblechpaket zur fluidgekühlten Welle abgeführt. Die radiale Wärmeleitfähigkeit des Blechpakets ist typischerweise jedoch deutlich schlechter als die Wärmeleitfähigkeit der Rotorwicklung, also beispielsweise eines Kurzschusskäfigs. Beispielsweise können sich die Wärmeleitfähigkeiten um einen Faktor von 7 bis 10 unterscheiden. Somit begrenzt der Wärmetransport durch das Blechpaket die Wärmeabfuhr von der Rotorwicklung und somit letztlich auch die Dauerleistungsfähigkeit der elektrischen Maschine.
  • Zur Verbesserung der Kühlung einer Rotorwicklung schlägt die Druckschrift DE 10 2016 222 847 A1 vor, Heatpipes zu nutzen, die axial durch den Rotor im Bereich der Rotorwicklung geführt werden. Diese enden an den axialen Stirnflächen des Rotors in einer Thermosiphoneinrichtung, die die Heatpipes thermisch mit einer gekühlten Rotorwelle koppelt. Während hierdurch eine gute Kühlung der Rotorwicklung erreicht werden kann, ist ein entsprechender Rotor relativ aufwendig herzustellen. Da die Heatpipes zudem frei im Fluidvolumen der Thermosiphoneinrichtung enden, können leicht Leckagen der Thermosiphoneinrichtung auftreten, deren Vermeidung zusätzlichen Aufwand erfordert.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine anzugeben, die eine gute Kühlung einer Rotorwicklung mit geringem technischen Aufwand ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art gelöst, wobei sich die Rotorstäbe axial durch das jeweilige Gehäuse hindurch erstrecken. Wie bereits eingangs erläutert, weisen die Rotorwicklung und somit auch die Rotorstäbe typischerweise eine erheblich bessere axiale Wärmeleitfähigkeit auf, als das Blechpaket. Dies wird in der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ausgenutzt, indem die Rotorstäbe axial durch das Gehäuse geführt werden, das den als Thermosiphon wirkenden Hohlraum begrenzt. Somit kann die Wärme der Rotorwicklung unmittelbar über die Rotorstäbe und das Thermosiphon zu der Rotorwelle geführt und dort, insbesondere mit Hilfe einer gekühlten Rotorwelle, abgeführt werden. Wie später noch genauer erläutert werden wird, wird hierbei insbesondere ein direkte Kontakt der Rotorstäbe zu dem Kühlfluid vermieden.
  • Insbesondere stehen die Rotorstäbe über die gesamte Länge der Durchführung durch das Gehäuse mit einer gekühlten Gehäusewand des Gehäuses in Kontakt, so dass einerseits eine große Wärmemenge von den Rotorstäben abgeführt werden kann, jedoch andererseits der Hohlraum unmittelbar durch die Gehäusewand abgedichtet werden kann, wodurch Leckagen mit geringem technischen Aufwand vermieden werden können.
  • Die Nutzung eines Gehäuses, durch das die Rotorstäbe hindurchgeführt werden, ermöglicht es zudem, das Gehäuse letztlich an einer beliebigen Stelle des Rotors anzuordnen. Wie später noch erläutert werden wird, kann es zwar besonders vorteilhaft sein, das Gehäuse an einer axialen Stirnfläche beziehungsweise ein jeweiliges Gehäuse an beiden axialen Stirnflächen des Blechpakets anzuordnen. Bei relativ lang bauenden Rotoren kann es jedoch auch vorteilhaft sein, an einer oder mehreren Stellen zwischen jeweils zwei Blechen ein als Thermosiphon dienendes Gehäuse anzuordnen, so dass die Rotorstäbe beispielsweise an mehreren Positionen in Axialrichtung des Rotors gekühlt werden können.
  • Die Rotorwicklung kann insbesondere ein Kurzschlusskäfig einer Asynchronmaschine sein. Soweit eine Axialrichtung diskutiert wird, ist dies die Richtung, in die sich die Rotationsachse des Rotors beziehungsweise der elektrischen Maschine erstreckt. Das jeweilige Gehäuse kann axial zwischen einem Blech des Blechpakets und einem der Kurzschlussringe oder zwischen zwei Blechen des Blechpakets angeordnet sein. Beispielsweise kann die elektrische Maschine genau eines der Gehäuse umfassen, das an einer Stirnfläche des Blechpakets zwischen dem Blechpaket und dem Kurzschlussring angeordnet ist. Werden zwei Gehäuse mit Thermosiphonfunktion genutzt, können diese insbesondere an beiden Stirnflächen des Blechpakets jeweils zwischen einem der Bleche und einem der Kurzschlussringe angeordnet sein. Sollen mehr als zwei Gehäuse genutzt werden, kann wenigstens eines dieser Gehäuse zwischen zwei der Bleche, beispielsweise mittig im Blechpaket, angeordnet werden.
  • Eine Positionierung des jeweiligen Gehäuses im Bereich des axialen Endes des Blechpakets, also insbesondere zwischen einem Blech und einem der Kurzschlussringe, kann vorteilhaft sein, da in diesem Fall das Gehäuse den magnetischen Fluss der elektrischen Maschine allenfalls gering beeinflusst. Zudem kann in diesem Fall durch eine Seitenfläche des Gehäuses der Kurzschlussring gekühlt werden, so dass eine Wärmeabfuhr aus der Rotorwicklung weiter verbessern kann. Eine Anordnung zwischen mehreren Blechen kann insbesondere vorteilhaft sein, um eine Wärmeabfuhr aus einem axial mittigen Bereich des Rotors zu verbessern, da ansonsten ein Wärmetransport über eine relativ lange Strecke entlang des Rotorstabs erforderlich sein könnte.
  • Das Gehäuse kann eine Gehäusewand umfassen, die den Hohlraum von dem jeweiligen durch das Gehäuse geführten Rotorstab trennt. Hierdurch ist zumindest der Bereich der Durchführung des Gehäuses durch eine Gehäusewand des Gehäuses abgedichtet, so dass keine weiteren Maßnahmen zur Abdichtung getroffen werden müssen. Vorteilhaft trennt die Gehäusewand den Hohlraum auch von einer Außenwand einer Rotorwelle, die das Blechpaket und das Gehäuse trägt. Insbesondere ist der Hohlraum durch das Gehäuse fluiddicht abgeschlossen beziehungsweise der Hohlraum wird allseitig von dem Gehäuse begrenzt. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Gehäuse unabhängig von den weiteren Komponenten der elektrischen Maschine bereits fluiddicht ist, so dass im Rahmen der Herstellung der elektrischen Maschine keine weiteren Schritte oder Anforderungen zur Abdichtung des als Thermosiphon wirkenden Hohlraums erforderlich sind. Hierdurch kann der Aufwand zur Herstellung der elektrischen Maschine weiter verringert werden.
  • Die Rotorstäbe können in eine jeweilige durch das Blechpaket und die Gehäusewand begrenzte axiale Aufnahme eingegossen sein. Hierbei ist es prinzipiell bekannt, dass Rotorstäbe besonders einfach an einem Blechpaket angebracht werden können, indem sie in eine Aufnahme eingegossen werden, die durch Durchbrechungen der Bleche des Blechpakets gebildet wird. Wird ein Gehäuse genutzt, das zumindest in jenem Bereich, in dem sich die Rotorstäbe durch es hindurcherstrecken, durch eine Gehäusewand abgeschlossen ist, kann ein solches Eingießen der Rotorstäbe weiterhin problemlos erfolgen, so dass eine besonders einfache Herstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine möglich sein kann. Im Rahmen des Eingie-ßens der Rotorstäbe können zugleich auch die Kühlringe mitgegossen werden oder diese können anschließend in einem separaten Arbeitsschritt angebracht werden. Ein Eingießen der Rotorstäbe ist auch in der fertigen Elektromaschine gut zu erkennen, da beispielsweise verglichen mit einem axialen Einführen von vorgefertigten Rotorstäben die jeweilige Aufnahme erheblich vollständiger gefüllt wird und beispielsweise auch Bereich verfüllt werden können, die bei einem reinen axialen Einschieben nicht erreichbar wären.
  • Die Bleche des Blechpakets und das Gehäuse können in Axialrichtung betrachtet gleich geformte Durchführungen aufweisen, in denen die Rotorstäbe aufgenommen sind. Alternativ oder ergänzend können das Gehäuse und die Bleche jeweils eine Ringform mit gleichem Innendurchmesser und gleichem Außendurchmesser aufweisen. Besonders bevorzugt sind die Bleche und das wenigstens eine Gehäuse in Axialrichtung betrachtet deckungsgleich. In diesem Fall kann zur Bereitstellung der vorgeschlagenen Kühlung schlicht ein Teil der Bleche des Blechpakets durch das erfindungsgemäß genutzte Gehäuse ersetzt werden, so dass die Umsetzung der Erfindung mit sehr geringem technischen Aufwand möglich ist. Beispielsweise muss ein Stator der elektrischen Maschine nicht modifiziert werden und das Gehäuse kann ähnlich wie die Bleche des Blechpakets axial auf eine Rotorwelle aufgepresst werden oder Ähnliches.
  • Die Bleche können auch zueinander verdreht angeordnet sein, so dass die Durchbrechungen der Bleche zwar überlappen, jedoch nicht vollständig. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, Aufnahmen für die Rotorstäbe bereitzustellen, die gewinkelt zur Axialrichtung stehen. In diesem Fall können die Durchführungen des Gehäuses die entsprechenden Aufnahmen verlängern.
  • Die Ausbildung des Gehäuses und der Bleche in ringform kann insbesondere dazu dienen, diese an einer Rotorwelle zu lagern, beispielsweise auf diese aufzupressen. Der Innendurchmesser des Gehäuses und der Bleche kann somit an einer Außenfläche einer Rotorwelle anliegen. Hierbei trennt insbesondere die Gehäusewand des Gehäuses auch die Außenfläche der Rotorwelle von dem durch das Gehäuse begrenzten Hohlraum.
  • Das Blechpaket und das Gehäuse können durch eine Rotorwelle des Rotors getragen werden, wobei die Rotorwelle zumindest in einem das Gehäuse tragenden Abschnitt einen Hohlraum zur Führung von Kühlmittel und/oder eine Heatpipe aufweist, der oder die sich axial innerhalb der Rotorwelle erstreckt. Anders ausgedrückt wird eine Rotorwelle mit einer Rotorwellenkühlung genutzt. Der Hohlraum kann insbesondere ein einzelner Kühlkanal sein, der sich durch die Rotorwelle erstreckt, oder er kann Teil einer Lanzenkühlung sein, bei der das Kühlfluid über einen radial innenliegenden Hohlraum zugeführt und über einen radial außenliegenden Hohlraum abgeführt wird oder umgekehrt. Alle erläuterten Ansätze erlauben es, eine große Wärmemenge axial über die Rotorwelle abzuführen. Da zudem die Rotorwicklung über wenigstens ein durch ein jeweiliges Gehäuse gebildetes Thermosiphon thermisch mit der gekühlten Rotorwelle gekoppelt ist, kann insgesamt eine hohe Wärmemenge von der Rotorwicklung abgeführt werden.
  • Das Gehäuse kann auf die oder eine das Blechpaket tragende Rotorwelle aufgepresst sein. Insbesondere kann auch das Blechpaket beziehungsweise können die einzelnen Bleche des Blechpakets auf die Rotorwelle aufgepresst sein. Dies ermöglicht eine Herstellung des Rotors mit geringem technischen Aufwand. Ein Aufpressen des Gehäuses beziehungsweise der Bleche des Blechpakets auf die Rotorwelle kann an einer fertigen elektrischen Maschine beispielsweise aufgrund von Verspannungen im jeweiligen Material erkannt werden.
  • Neben der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst. Die elektrische Maschine kann insbesondere eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs sein. Da hierbei hohe Leistungsdichten erreicht werden sollen, ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung der elektrischen Maschine besonders vorteilhaft.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine, das die folgenden Schritte umfasst:
    • - Anordnen wenigstens eines Gehäuses, das einen Hohlraum begrenzt, der in der elektrischen Maschine dazu dient, ein Kühlfluid aufzunehmen und als Thermosiphon zur Kühlung des Rotors zu wirken, jeweils an einer axialen Stirnfläche eines Blechpakets oder zwischen zwei Blechen des Blechpakets, wobei eine jeweilige das Blechpaket und das Gehäuse durchsetzende Aufnahme durch jeweilige Durchführungen der Bleche und des Gehäuses gebildet wird,
    • - Einfügen von Rotorstäben in ein jeweilige der Aufnahmen, derart, dass sie sich axial durch das Blechpaket und das Gehäuse hindurch erstrecken und verbinden der Rotorstäbe an Ihren axialen Enden durch einen jeweiligen Kurzschlussring.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere dazu verwendet werden, eine erfindungsgemäße elektrische Maschine herzustellen. Unabhängig davon können die zur erfindungsgemäßen Maschine erläuterten Merkmale mit den erläuterten Vorteilen auch auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden.
  • Die Bleche des Blechpakets können im Rahmen des Verfahrens oder in einem vorbereiteten Schritt vorzugsweise derart zueinander angeordnet werden, dass die Durchführungen der Bleche in Axialrichtung des Rotors betrachtet zumindest teilweise überlappen. Das Gehäuse kann dann so bezüglich der Bleche beziehungsweise des Blechpakets angeordnet werden, dass die Durchführungen des Gehäuses mit einer jeweiligen Durchführung wenigstens eines benachbart zu dem Gehäuse angeordneten Blechs zumindest teilweise überlappen. Somit werden zusammenhängende Aufnahmen gebildet, in die ein jeweiliger Rotorstab eingeführt werden kann.
  • Die Bleche beziehungsweise das durch sie gebildete Blechpaket und das Gehäuse können axial auf eine Rotorwelle des Rotors aufgepresst werden. Hierdurch kann mit geringem Aufwand eine robuste Verbindung der Bleche beziehungsweise des Blechpakets sowie des Gehäuses miteinander und mit der Rotorwelle erreicht werden. Wie obig erläutert kann eine Rotorwelle verwendet werden, die, beispielsweise durch eine darin angeordnete Heatpipe oder eine oder mehrere axiale Hohlräume, kühlbar ist.
  • Die Rotorstäbe können in die Aufnahmen eingegossen werden. Insbesondere können die Rotorstäbe gemeinsam mit den Kurzschlussringen gegossen werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigt schematisch:
    • 1 + 2 geschnittene Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, die durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann, und
    • 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt eine geschnittene Detailansicht einer elektrischen Maschine 1, die einen Stator 2 und einen Rotor 3 umfasst, der über die Rotorwelle 16 drehbar innerhalb des Stators 2 gelagert ist. Der Rotor 3 umfasst ein Blechpaket 5, das aus einer Vielzahl von geschichteten Blechen 4 gebildet ist, sowie eine durch das Blechpaket 5 getragene Rotorwicklung 6, die durch mehrere leitfähige Rotorstäbe 7 und die Rotorstäbe 7 an ihren axialen Enden verbindende Kurzschlussringe 8 gebildet wird.
  • Die Kühlung des Rotors 3 erfolgt durch eine Kühllanze 14, die in einem Hohlraum 13 der Rotorwelle 16 aufgenommen ist. Über die Kühllanze 14 kann Kühlfluid in diesen Hohlraum 13 eingebracht werden und an der Außenwand 15 der Rotorwelle 16 entlang strömen, um das Blechpaket 5 innenseitig zu kühlen. Stattdessen könnte die Rotorwelle 16 in einer nicht dargestellten Ausführungsform durch eine Heatpipe gekühlt sein, die sich in Axialrichtung der Rotorwelle 16 erstreckt. Nachteilig an dieser an sich bekannten Kühlung des Rotors 3 ist es, dass die radiale Wärmeleitfähigkeit des Blechpakets 5 relativ gering ist, so dass durch die beschriebene Rotorkühlung nur eine begrenzt Wärmemenge von der Rotorwicklung 6 abgeführt werden kann.
  • Um die Wärmeabfuhr von der Rotorwicklung 6 zu verbessern, weist der Rotor 3 ein scheibenförmiges Gehäuse 9 auf, das einen ein Kühlfluid 10 aufnehmenden Hohlraum 11 begrenzt, der als Thermosiphon zur Kühlung des Rotors wirkt. Aufgrund der Zentrifugalkraft wird bei einer Rotation des Rotors 3 das flüssige Kühlfluid 10 in den Außenbereich des Rotors 3 geführt. Dort verdunstet es aufgrund der Erwärmung, wobei das gasförmige Kühlfluid in Richtung der Rotorwelle 16 steigen kann und dort aufgrund der dortigen Kühlung wieder kondensieren kann, worauf es aufgrund der Zentrifugalkraft wieder zum Rand des Rotors 3 geführt wird.
  • Wie insbesondere in 2 deutlich zu erkennen ist, die einen Schnitt durch den Rotor 3 entlang der Linie II-II in 1 zeigt, sind die Rotorstäbe 7 axial durch das Gehäuse 9 hindurchgeführt. Somit kontaktiert die Wand 12 des Gehäuses 9, die durch das Kühlfluid 10 gekühlt wird, die Rotorstäbe 7 auf einer relativ großen Fläche, wodurch eine große Wärmemenge von den Rotorstäben 7 über das Kühlfluid 10 abgeführt werden kann. Zusätzlich kontaktiert ein durch das Kühlfluid 10 gekühlter Abschnitt der Gehäusewand 12 den Kurzschlussring 8, womit die abgeführte Wärmemenge weiter vergrößert werden kann.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Wärmetransport von der Rotorwicklung 6 zu der Welle 16 ausschließlich über ein einziges Gehäuse 9, das als Thermosiphon wirkt. Die Anordnung des Gehäuses an der Stirnfläche des Blechpakets 5 zwischen dem Blechpaket 5 und dem Kurzschlussring 8 ermöglicht, wie oben erläutert, eine besonders effektive Kühlung, so dass bereits ein einziges solches Gehäuse zur Kühlung ausreichen kann. Eine stirnflächenseitige Kühlung hat zudem den Vorteil, dass der magnetische Fluss in der elektrischen Maschine 1 nur geringfügig beeinträchtigt wird.
  • Soll eine stärkere Wärmeabfuhr von der Rotorwicklung erreicht werden, ist es beispielsweise auch möglich, zwei der Gehäuse 9 zu nutzen, die an beiden Stirnseiten des Blechpakets 5 zwischen dem Blechpaket 5 und dem jeweiligen Kurzschlussring 8 angeordnet sind. Ergänzend oder alternativ wäre es auch möglich ein entsprechendes Gehäuse 9 zwischen zwei der Bleche 4, beispielsweise mittig im Blechpaket, anzuordnen.
  • Aufgrund der in 2 dargestellten Gestaltung des Gehäuses 9, bei der die Rotorstäbe 7 durch das Gehäuse hindurchgeführt sind, kann das Gehäuse beziehungsweise können mehrere der Gehäuse prinzipiell an beliebigen Positionen in Axialrichtung an oder in dem Blechpaket 5 angeordnete werden. Eine entsprechende Anordnung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Blechpaket 5 beziehungsweise die Bleche 4 des Blechpakets und das Gehäuse 9 oder mehrere der Gehäuse 9 auf die Rotorwelle 16 aufgepresst werden.
  • Das Gehäuse 9 schließt den Hohlraum 11 vorzugsweise vollständig fluiddicht ab. Dies kann die Herstellung der elektrischen Maschine 1 deutlich vereinfachen, da das Gehäuse 9 in einem vorbereiteten Schritt mit Kühlfluid 10 gefüllt und verschlossen werden kann. Eine weitere Abdichtung im Rahmen der Herstellung des Rotors 3 beziehungsweise der elektrischen Maschine 1 ist dann nicht mehr erforderlich.
  • Insbesondere trennt die Gehäusewand 12 den Hohlraum 11 von den durch das Gehäuse geführten Rotorstäben 7. Neben der bereits erläuterten Abdichtung des Hohlraums 11 unabhängig von weiteren Komponenten der elektrischen Maschine 1 wird hierdurch ermöglicht, dass die Rotorstäbe 7 in Aufnahmen 17 eingegossen werden können, die durch jeweilige Durchführungen 18 der Bleche 4 und Durchführungen 19 des Gehäuses 9 beziehungsweise der Gehäuse 9 gebildet werden. Ein Eingießen von Rotorstäben in Blechpakete ist prinzipiell als einfache Möglichkeit zum Aufbringen einer Rotorwicklung auf ein Blechpaket bekannt. Dadurch, dass die Durchführungen 19 des Gehäuses 9 beziehungsweise der Gehäuse 9 durch die jeweilige Gehäusewand 12 begrenzt sind, kann dieser Ansatz zur Herstellung der Rotorstäbe trotz der Nutzung der zusätzlichen Gehäuse im Wesentlichen unverändert verwendet werden.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 20, das eine elektrische Maschine 1 umfasst, die wie obig erläutert aufgebaut ist. Der erläuterte Aufbau der elektrischen Maschine 1, insbesondere des Rotors 3, ermöglicht hohe Dauerleistungsdichten und kann somit beispielsweise insbesondere vorteilhaft sein, wenn die elektrische Maschine 1 als Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs 20 genutzt werden soll.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016222847 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Elektrische Maschine mit einem Stator (2) und einem Rotor (3), wobei der Rotor (3) ein Blechpaket (5) und eine durch das Blechpaket getragene Rotorwicklung (6) aufweist, die durch mehrere leitfähige Rotorstäbe (7) und die Rotorstäbe (7) an ihren axialen Enden leitend verbindende Kurzschlussringe (8) gebildet wird, wobei der Rotor (3) wenigstens ein scheibenförmiges Gehäuse (9) aufweist, das einen ein Kühlfluid (10) aufnehmenden Hohlraum (11) begrenzt, der als Thermosiphon zur Kühlung des Rotors (3) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rotorstäbe (7) axial durch das jeweilige Gehäuse (9) hindurch erstrecken.
  2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Gehäuse (9) axial zwischen einem Blech (4) des Blechpakets (5) und einem der Kurzschlussringe (8) oder zwischen zwei Blechen (4) des Blechpakets (5) angeordnet ist.
  3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Gehäusewand (12) umfasst, die den Hohlraum (11) von dem jeweiligen durch das Gehäuse (9) geführten Rotorstab (7) trennt.
  4. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorstäbe (7) in eine jeweilige durch das Blechpaket (5) und die Gehäusewand (12) begrenzte axiale Aufnahme (17) eingegossen sind.
  5. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (4) des Blechpakets (5) und das Gehäuse (9) in Axialrichtung betrachtet gleich geformte Durchführungen (18, 19) aufweisen, in denen die Rotorstäbe (7) aufgenommen sind und/oder dass das Gehäuse (9) und die Bleche (4) jeweils eine Ringform mit gleichem Innendurchmesser und gleichem Außendurchmesser aufweisen.
  6. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (5) und das Gehäuse (9) durch eine Rotorwelle (16) des Rotors (3) getragen werden, wobei die Rotorwelle (16) zumindest in einem das Gehäuse (9) tragenden Abschnitt einen Hohlraum (13) zur Führung von Kühlmittel und/oder eine Heatpipe aufweist, der oder die sich axial innerhalb der Rotorwelle (16) erstreckt.
  7. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) auf die oder eine das Blechpaket (5) tragende Rotorwelle (16) aufgepresst ist.
  8. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elektrische Maschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (3) einer elektrischen Maschine (1) umfassen die Schritte: - Anordnen wenigstens eines Gehäuses (9), das einen Hohlraum (11) begrenzt, der in der elektrischen Maschine (1) dazu dient, ein Kühlfluid (10) aufzunehmen und als Thermosiphon zur Kühlung des Rotors (3) zu wirken, jeweils an einer axialen Stirnfläche eines Blechpakets (5) oder zwischen zwei Blechen (4) des Blechpakets (5), wobei eine jeweilige das Blechpaket (5) und das Gehäuse (9) durchsetzende Aufnahme (17) durch jeweilige Durchführungen (18, 19) der Bleche (4) und des Gehäuses (9) gebildet wird, - Einfügen von Rotorstäben (7) in ein jeweilige der Aufnahmen (17) derart, dass sie sich axial durch das Blechpaket (5) und das Gehäuse (9) hindurch erstrecken und verbinden der Rotorstäbe (7) an Ihren axialen Enden durch einen jeweiligen Kurzschlussring (8).
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorstäbe (7) in die Aufnahmen (17) eingegossen werden.
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