DE102019126980A1 - Electrical machine, arrangement of a bearing device and method for producing such an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Elektrische Maschine (1) mit einem Stator (10) und einem Rotor (20), wobei der Rotor (20) mittels mindestens einer Lagereinrichtung (30) um eine Rotationsachse (R) rotierbar gelagert ist, wobei die elektrische Maschine (1) eine Lagereinrichtung (30) und mindestens einen Lagerträger (15) aufweist, wobei der mindestens eine Lagerträger (15) zumindest abschnittsweise innerhalb des Rotors (20) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Lagereinrichtung (30) in radialer Richtung zwischen dem mindestens einen Lagerträger (15) und dem Rotor (20) angeordnet ist.Electric machine (1) with a stator (10) and a rotor (20), the rotor (20) being rotatably mounted about an axis of rotation (R) by means of at least one bearing device (30), the electric machine (1) being a bearing device (30) and at least one bearing carrier (15), the at least one bearing carrier (15) being arranged at least in sections within the rotor (20), the at least one bearing device (30) in the radial direction between the at least one bearing carrier (15) and the rotor (20) is arranged.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, eine Anordnung einer Lagereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Maschine.The present invention relates to an electrical machine, an arrangement of a bearing device and a method for producing such an electrical machine.
Elektrische Maschinen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Typischerweise lassen sich elektrischen Maschinen als Generatoren zur Erzeugung von elektrischer Energie verwenden und/oder als Antriebsvorrichtung, bei der elektrische Energie z. B. in einer Rotationsbewegung umgesetzt wird. Insbesondere umfassen hierzu rotierende, elektrische Maschinen einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor mittels mindestens einer Lagereinrichtung um eine Rotationsachse rotierbar gegenüber dem Stator gelagert ist. Dabei weist der Stator und/oder der Rotor zumindest eine Spule, vorzugsweise eine Mehrzahl von Spulen auf, wodurch von Rotor und Stator einander abstoßende Magnetfelder erzeugt werden, die beispielsweise dazu genutzt werden können, eine Rotation des Rotors gegenüber dem Stator zu veranlassen.Electrical machines are well known from the prior art. Typically, electrical machines can be used as generators for generating electrical energy and / or as a drive device in which electrical energy z. B. is implemented in a rotational movement. In particular, rotating electrical machines for this purpose comprise a rotor and a stator, the rotor being supported so that it can rotate about an axis of rotation relative to the stator by means of at least one bearing device. The stator and / or the rotor has at least one coil, preferably a plurality of coils, whereby the rotor and stator generate magnetic fields which repel each other and which can be used, for example, to cause the rotor to rotate relative to the stator.
Dabei ist es im Stand der Technik vorgesehen, dass der Rotor - in einander gegenüberliegenden Endabschnitten in Richtung der Rotationsachse gesehen - jeweils über eine Lagereinrichtung rotierbar um die Rotationsachse gelagert ist.It is provided in the prior art that the rotor - viewed in mutually opposite end sections in the direction of the axis of rotation - is in each case mounted so as to be rotatable about the axis of rotation via a bearing device.
Es war eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Maschine bereitzustellen, die gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Maschinen verbessert ist, insbesondere in Hinblick auf eine Bauraumökonomie bzw. in Hinblick auf einen Aufwand beim Herstellen der elektrischen Maschine und dessen Gewicht.It was an object of the present invention to provide an electrical machine which is improved over the electrical machines known from the prior art, in particular with regard to economical installation space or with regard to the effort involved in producing the electrical machine and its weight.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, eine Anordnung gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10. Weiteren Ausführungsbeispiele sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.This object is achieved by an electrical machine according to
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor vorgesehen, wobei der Rotor mittels mindestens einer Lagereinrichtung um eine Rotationsachse rotierbar gelagert ist, wobei die elektrische Maschine mindestens einen Lagerträger aufweist, wobei der mindestens eine Lagerträger zumindest abschnittsweise innerhalb des Rotors angeordnet ist, wobei die mindestens eine Lagereinrichtung in radialer Richtung zwischen dem mindestens einen Lagerträger, insbesondere einem innerhalb des Rotors angeordneten Abschnitts des mindestens einen Lagerträger, und dem Rotor angeordnet ist.According to a first aspect of the present invention, an electrical machine with a stator and a rotor is provided, the rotor being rotatably mounted about an axis of rotation by means of at least one bearing device, the electrical machine having at least one bearing carrier, the at least one bearing carrier at least partially within of the rotor is arranged, wherein the at least one bearing device is arranged in the radial direction between the at least one bearing carrier, in particular a portion of the at least one bearing carrier arranged inside the rotor, and the rotor.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Maschinen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der mindestens eine Lagerträger vorgesehen ist, der innerhalb des Rotors angeordnet ist. Dies gestattet die Anordnung der mindestens einen Lagereinrichtung innerhalb des Rotors, sodass es nicht erforderlich ist, den Rotor, insbesondere die Rotorwelle, an seinem stirnseitigen Ende in einem entsprechenden externen Abschnitt zu lagern. Entsprechend kann die elektrische Maschine in Richtung der Rotationsachse kleiner dimensioniert werden. Weiterhin ist es als vorteilhaft anzusehen, dass durch die Nutzung des mindestens einen Lagerträgers und der mindestens einen Lagereinrichtung, die innerhalb des Rotors und damit in radialer Richtung zwischen dem mindestens einen Lagerträger und dem Rotor angeordnet ist, der Rotor, insbesondere in seinem Endabschnitt, nicht hinsichtlich seiner Geometrie angepasst werden muss, um ihn lagerfähig für eine außerhalb des Rotors angeordnete Lagereinrichtung zu machen. Entsprechend kann beispielsweise auf ein Verjüngen der Rotorwelle außerhalb des Bereichs des Stators verzichtet werden. Beispielsweise kann der Stator außerhalb des Rotors angeordnet sein und/oder innerhalb des Rotors. Es ist sogar vorstellbar, dass der Stator Teil des Lagerträgers ist.Compared to the electrical machines known from the prior art, it is provided according to the invention that the at least one bearing carrier is provided, which is arranged inside the rotor. This allows the at least one bearing device to be arranged within the rotor, so that it is not necessary to mount the rotor, in particular the rotor shaft, at its end face in a corresponding external section. Correspondingly, the electrical machine can be dimensioned smaller in the direction of the axis of rotation. Furthermore, it is to be regarded as advantageous that by using the at least one bearing carrier and the at least one bearing device, which is arranged within the rotor and thus in the radial direction between the at least one bearing carrier and the rotor, the rotor, in particular in its end section, does not must be adapted in terms of its geometry in order to make it storable for a storage device arranged outside the rotor. Accordingly, it is possible, for example, to dispense with tapering the rotor shaft outside the area of the stator. For example, the stator can be arranged outside the rotor and / or inside the rotor. It is even conceivable that the stator is part of the bearing bracket.
Vorzugsweise handelt es sich bei der elektrischen Maschine um eine rotierende, elektrische Maschine, deren Stator und/oder Rotor mindestens eine Spule aufweist, wobei die mindestens eine Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes ausgelegt ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine als Antriebsvorrichtung ausgestaltet ist, mit der zumindest zeitweise über die Drehung des Rotors über die Rotationsachse eine Antriebsbewegung veranlasst wird. Beispielsweise wird mittels der elektrischen Maschine ein Fahrzeug angetrieben. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die elektrische Maschine neben dem Lagerträger mit der innen liegenden Lagereinrichtung, d. h. der Lagereinrichtung, die innerhalb des Rotors angeordnet ist, eine zusätzliche Lagereinrichtung vorgesehen ist, die außerhalb des Rotors ausgebildet ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass insbesondere stirnseitig, ein Zahnrad drehfest mit dem Rotor verbunden ist, um eine Rotationsbewegung, beispielsweise auf eine Antriebsachse, zu übertragen.The electrical machine is preferably a rotating electrical machine, the stator and / or rotor of which has at least one coil, the at least one coil being designed to generate a magnetic field. In particular, it is provided that the electrical machine is designed as a drive device with which a drive movement is caused at least temporarily via the rotation of the rotor via the axis of rotation. For example, a vehicle is driven by means of the electric machine. Furthermore, it is conceivable that the electrical machine, in addition to the bearing bracket with the bearing device located on the inside, ie. H. the bearing device, which is arranged inside the rotor, an additional bearing device is provided, which is formed outside of the rotor. Furthermore, it is provided that a gearwheel is connected to the rotor in a rotationally fixed manner, in particular on the end face, in order to transmit a rotational movement, for example to a drive axle.
Bei der Lagereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Gleitlager und/oder ein Wälzlager. Dabei umfasst die Lagereinrichtung beispielsweise einen Lagerinnenring und/oder einen Lageraußenring, wobei der Lageraußenring an einer Innenseite des Rotors angeordnet ist, und der Lagerinnenring an einer Außenseite des Lagerträgers. Entsprechend ist es vorstellbar, dass der Lagerinnenring der Lagereinrichtung kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig an die Außenseite des Lagerträgers angebunden ist und/oder der Lageraußenring kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig an die Innenseite des Rotors angebunden ist. Im Falle eines Wälzlagers ist es beispielsweise vorstellbar, dass es sich um ein Nadellager, ein Kugellager und/oder ein Zylinderlager handelt, dessen Wälzkörper sich umlaufend um den Außenumfang des Lagerträgers anordnen. The bearing device is preferably a plain bearing and / or a roller bearing. In this case, the bearing device comprises, for example, an inner bearing ring and / or an outer bearing ring, the outer bearing ring being arranged on an inner side of the rotor and the inner bearing ring being arranged on an outer side of the bearing carrier. Accordingly, it is conceivable that the bearing inner ring of the bearing device is non-positively, cohesively and / or positively connected to the outside of the bearing bracket is connected and / or the bearing outer ring is non-positively, cohesively and / or positively connected to the inside of the rotor. In the case of a roller bearing, it is conceivable, for example, that it is a needle roller bearing, a ball bearing and / or a cylinder bearing, the roller bodies of which are arranged circumferentially around the outer circumference of the bearing carrier.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Lagereinrichtung am andernfalls offenen Ende des Rotors ausgebildet bzw. platziert ist, d. h. am Endabschnitt des Rotors angeordnet ist, und vorzugsweise bündig zum offenen Ende hin mit dem Rotor abschließt. Alternativ ist es vorstellbar, dass die Lagereinrichtung in Richtung der Rotationsachse gegenüber dem stirnseitigen Ende des Rotors versetzt ist, insbesondere in eine Richtung versetzt ist, die in das Innere des Rotors gerichtet ist. Insbesondere die Gestaltung als bündiger Abschluss erweist sich als vorteilhaft für die Dimensionierung in Richtung der Rotationsachse, da kein zusätzlicher Bauraum für den Versatz berücksichtigt werden muss.In particular, it is provided that the bearing device is formed or placed at the otherwise open end of the rotor, i. E. H. is arranged at the end portion of the rotor, and is preferably flush with the rotor towards the open end. Alternatively, it is conceivable that the bearing device is offset in the direction of the axis of rotation with respect to the front end of the rotor, in particular offset in a direction which is directed into the interior of the rotor. In particular, the design as a flush finish proves to be advantageous for the dimensioning in the direction of the axis of rotation, since no additional installation space has to be taken into account for the offset.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Rotor als Hohlwellenelement bzw. Hohlwellenprofil ausgebildet ist, wobei der Lagerträger in eine stirnseitige Öffnung des Rotors eingreift. Dabei kann es sein, dass der Lagerträger einen innerhalb des Rotors angeordneten Abschnitt aufweist, dessen in Richtung der Rotationsachse bemessene Erstreckung kleiner ist als 50 %, bevorzugt kleiner als 40 % und, besonders bevorzugt, kleiner als 25 % der Erstreckungslänge des Rotors in Richtung der Rotationsachse. Mit anderen Worten: der Lagerträger ragt nur in den Endabschnitt des Rotors ein, und dient ausschließlich dem Tragen bzw. Befestigen der Lagereinrichtung innerhalb der Rotorwelle an einem Ende des Rotors. Dabei ist es vorstellbar, dass der Lagerträger ins Innere des Rotors hineinragt, und dabei in Richtung der Rotationsachse nach Innen gegenüber der Lagereinrichtung übersteht bzw. vorsteht.According to a preferred embodiment, it is provided that the rotor is designed as a hollow shaft element or hollow shaft profile, the bearing carrier engaging in an opening on the end of the rotor. It can be the case that the bearing carrier has a section arranged inside the rotor, the extent of which, measured in the direction of the axis of rotation, is less than 50%, preferably less than 40% and, particularly preferably, less than 25% of the extent of the rotor in the direction of the Axis of rotation. In other words: the bearing carrier only protrudes into the end section of the rotor and is used exclusively to support or fasten the bearing device within the rotor shaft at one end of the rotor. It is conceivable that the bearing bracket protrudes into the interior of the rotor, and protrudes in the direction of the axis of rotation inwardly with respect to the bearing device.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Lagerträger rohrförmig ausgebildet ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, Material und Gewicht einzusparen, da auf eine massive Ausgestaltung des Lagerträgers verzichtet wird. Vorzugsweise wird hierzu der Lagerträger geschmiedet, um eine entsprechende Gefügestruktur zu veranlassen, die den entsprechenden Belastungen im Betrieb der elektrischen Maschine standhält. Außerdem gestattet die Ausgestaltung des Lagerträgers bzw. des Rohrabschnitts die Möglichkeit, den Innenraum des Lagerträgers zur Führung eines Kühlfluids zu nutzen, mit dem wiederum die elektrische Maschine von innen heraus gekühlt werden kann. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerträger einstückig ist. Es ist auch vorstellbar, dass der Lagerträger mehrteilig ausgestaltet, ist, beispielsweise als Hybridbauteil mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt aus verschiedenen Materialien gefertigt sind. Vorzugsweise ist der Lagerträger aus einem Metall.It is preferably provided that the bearing bracket is tubular. This makes it possible in an advantageous manner to save material and weight, since a massive design of the bearing bracket is dispensed with. For this purpose, the bearing carrier is preferably forged in order to induce a corresponding microstructure that withstands the corresponding loads during operation of the electrical machine. In addition, the design of the bearing support or the tube section allows the interior of the bearing support to be used to guide a cooling fluid, which in turn can be used to cool the electrical machine from the inside. Furthermore, it is preferably provided that the bearing bracket is in one piece. It is also conceivable that the bearing carrier is configured in several parts, for example as a hybrid component with a first section and a second section, the first section and the second section being made of different materials. The bearing bracket is preferably made of a metal.
Weiterhin ist es vorstellbar, dass der Lagerträger eine Wandung mit Unterbrechungen aufweist. D. h. in Umlaufrichtung ist die Wandung des Lagerträgers unterbrochen bzw. weist Freiräume auf. Dadurch wird das Gewicht der elektrischen Maschine weiter reduziert. Beispielweise sind die Freiräume im vom Rotor umgebenen Abschnitt des Lagerträgers vorgesehen, der die Lagereinrichtung trägt.It is also conceivable that the bearing bracket has a wall with interruptions. I. E. In the direction of rotation, the wall of the bearing bracket is interrupted or has free spaces. This further reduces the weight of the electrical machine. For example, the free spaces are provided in the section of the bearing carrier that is surrounded by the rotor and that carries the bearing device.
Es ist auch vorstellbar, dass die Außenseite des Lagerträgers strukturiert bzw. profiliert ist, insbesondere zur Ausbildung einer Aufnahme und/oder eines Formschlusses mit der Lagereinrichtung. Beispielsweise umfasst der Lagerträger an seiner Außenseite eine umlaufende Nut oder Rille, in die beispielsweise die Lagereinrichtung einsetzbar ist. Mit anderen Worten: die Lagereinrichtung, insbesondere dessen Innenring ist zumindest teilweise in den Lagerträger versenkt. Dadurch wird nicht nur eine radiale Ausdehnung des Systems aus Lagereinrichtung und Lagerträger reduziert, sondern zusätzlich wird ein Formschluss in axialer Richtung bedingt. Es ist dabei auch vorstellbar, dass der Lagerträger zweiteilig ist und durch das Zusammensetzen der beiden Teile die Nut ausgebildet wird. Beispielswiese weist ein erstes Teil an seinem stirnseitigen Ende einen reduzierten Außendurchmesser auf. Auf diesen reduzierten Außendurchmesser lässt sich dann bei einer Montage ein Innenring aufziehen. Zum axialen Fixieren wird im Anschluss ein zweiter Teil an das erste Teil angebunden, wobei der zweite Teil Mittel aufweist, an denen der aufgezogene Innenring in axialer Richtung anschlägt. Dadurch lässt sich auf einfacher Weise eine umlaufende Nut bzw. Rille an der Außenseite des Lagerträgers realisieren, in der die Lagereinrichtung mit Vorteil gegenüber einem axialen Versatz fixiert ist. Dabei ist es vorstellbar, dass beispielsweise der zweite Teil aus einem Kunststoff gefertigt ist.It is also conceivable that the outside of the bearing carrier is structured or profiled, in particular to form a receptacle and / or a form fit with the bearing device. For example, the bearing bracket has a circumferential groove or groove on its outside, into which, for example, the bearing device can be inserted. In other words: the bearing device, in particular its inner ring, is at least partially sunk into the bearing bracket. As a result, not only is a radial expansion of the system comprising the bearing device and bearing carrier reduced, but a form fit in the axial direction is also required. It is also conceivable that the bearing bracket is in two parts and the groove is formed by putting the two parts together. For example, a first part has a reduced outer diameter at its front end. An inner ring can then be pulled onto this reduced outer diameter during assembly. For axial fixation, a second part is then connected to the first part, the second part having means against which the drawn-on inner ring strikes in the axial direction. As a result, a circumferential groove or groove can be implemented in a simple manner on the outside of the bearing carrier, in which the bearing device is advantageously fixed in relation to an axial offset. It is conceivable that, for example, the second part is made of a plastic.
Weiterhin ist es vorstellbar, dass der Lagerträger an seiner Innenseite und/oder Außenseite Rillen bzw. Nuten oder eine Profilierung aufweist. Dadurch lässt sich beispielsweise an der Innenseite eine gezielte Beeinflussung eines durchströmenden Kühlfluids vornehmen. An der Außenseite bilden die Rillen bzw. die Profilierung beispielsweise ein Zuführsystem, mit dem ein Schmiermittel zur Lagereinrichtung transportiert werden kann. Es ist zudem denkbar, dass ein Querschnitt des Lagerträgers in axialer Richtung aufweitet, insbesondere innerhalb des Rotors. Dadurch lässt sich ein zusätzlicher Presssitz der Lagereinrichtung, insbesondere des Lagerinnenrings, veranlassen.It is also conceivable that the bearing bracket has grooves or grooves or a profile on its inside and / or outside. In this way, for example, a targeted influencing of a cooling fluid flowing through can be carried out on the inside. On the outside, the grooves or the profiling form, for example, a feed system with which a lubricant can be transported to the storage facility. It is also conceivable that a cross section of the bearing carrier widens in the axial direction, in particular within the rotor. As a result, an additional press fit of the bearing device, in particular of the bearing inner ring, can be brought about.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass neben der mindestens einen Lagereinrichtung mindestens eine weitere Lagereinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Lagereinrichtung gegenüber der weiteren Lagereinrichtung in axialer Richtung versetzt ist. Vorzugsweise ist die mindestens eine Lagereinrichtung an einem Ende des Rotors vorgesehen, und die weitere Lagereinrichtung an einem dem einen Ende gegenüberliegenden weiteren Ende des Rotors angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die weitere Lagereinrichtung ebenfalls zwischen dem Lagerträger und dem Rotor in radialer Richtung angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lagerträger um denselben Lagerträger, der auch die Lagereinrichtung stützt. Mit anderen Worten: ein einzelner Lagerträger trägt sowohl die mindestens eine Lagereinrichtung als auch die mindestens eine weitere Lagereinrichtung. Hierzu ist es insbesondere vorgesehen, dass ein in den Rotor eingreifender Abschnitt des Lagerträgers sich über mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 60 % und, besondere bevorzugt, mehr als 75 % einer Gesamterstreckung des Rotors in Richtung der Rotationsachse erstreckt. Durch die Lagerung über die mindestens eine Lagereinrichtung und die mindestens eine weitere Lagereinrichtung ist es in vorteilhafter Weise möglich, gänzlich auf Lagereinrichtungen zu verzichten, die außerhalb des Rotors angeordnet sind.In particular, provision is made for at least one further storage facility to be provided in addition to the at least one storage facility. It is provided in particular that the bearing device is offset in the axial direction with respect to the further bearing device. The at least one bearing device is preferably provided at one end of the rotor, and the further bearing device is arranged at a further end of the rotor opposite the one end. In particular, it is provided that the further bearing device is also arranged between the bearing carrier and the rotor in the radial direction. The bearing bracket is preferably the same bearing bracket that also supports the bearing device. In other words: a single bearing bracket carries both the at least one bearing device and the at least one further bearing device. For this purpose, it is provided in particular that a section of the bearing carrier engaging the rotor extends over more than 50%, preferably more than 60% and, particularly preferably, more than 75% of a total extension of the rotor in the direction of the axis of rotation. As a result of the storage via the at least one bearing device and the at least one further bearing device, it is advantageously possible to dispense entirely with bearing devices that are arranged outside the rotor.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine mindestens einen Kanal für ein Kühlfluid umfasst. Vorzugsweise bildet der Innenraum des Lagerträgers, der insbesondere ortsfest angeordnet ist, einen Teil des Kanals, über den dieses Kühlfluid in die elektrische Maschine eingeleitet wird. Dabei erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, dass der Lagerträger ortsfest, d. h. ohne Drehbewegung, angeordnet ist, sodass die eingeführte Luft im Eingangsbereich bzw. im Bereich des Lagerträgers nicht verwirbelt wird.It is particularly preferably provided that the electrical machine comprises at least one channel for a cooling fluid. The interior of the bearing carrier, which is in particular arranged in a stationary manner, preferably forms part of the channel via which this cooling fluid is introduced into the electrical machine. It proves to be particularly advantageous that the bearing bracket is stationary, i. H. without rotating movement, is arranged so that the introduced air is not swirled in the entrance area or in the area of the bearing bracket.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass an einer Innenseite des Rotors und/oder an einer Außenseite des Lagerträgers mindestens eine Laufbahn für Wälzkörper ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Laufbahn an der Außenseite des Lagerträgers und/oder der Innenseite des Rotors angeschmiedet oder integral geschmiedet mit dem Rohelement des Lagerträgers bzw. dem Rotor. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, auf ein zusätzliches Bauteil, beispielsweise in Form eines Lagerrings, beim Zusammenbauen der elektrischen Maschine zu verzichten. Dies vereinfacht die Herstellung der elektrischen Maschine signifikant. Denkbar ist beispielsweis auch, dass das Rohrelement an einem Ende gebördelt oder gebogen wird, um eine Seitenbegrenzung für ein Wälzlager zu bilden.It is particularly preferably provided that at least one raceway for rolling elements is formed on an inside of the rotor and / or on an outside of the bearing carrier. The raceway is preferably forged onto the outside of the bearing carrier and / or the inside of the rotor or is forged integrally with the raw element of the bearing carrier or the rotor. This advantageously makes it possible to dispense with an additional component, for example in the form of a bearing ring, when assembling the electrical machine. This significantly simplifies the manufacture of the electrical machine. It is also conceivable, for example, that the tubular element is crimped or bent at one end in order to form a side delimitation for a roller bearing.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine mindestens ein Flügelelement zum Ansaugen eines Kühlfluids aufweist. Mittels dieses Flügelelements ist es in vorteilhafter Weise möglich, innerhalb der elektrischen Maschine, insbesondere innerhalb des Rotors, einen Unterdruck zu erzeugen, der einen Fluidstrom, insbesondere des Kühlfluids, in das Innere der elektrischen Maschine veranlasst, oder zumindest unterstützt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kühlfluid um Luft, die benötigt wird, um die elektrische Maschine während des Betriebs herunter zu kühlen, um eventuelle Schäden zu vermeiden.It is preferably provided that the electrical machine has at least one wing element for sucking in a cooling fluid. By means of this vane element, it is advantageously possible to generate a negative pressure within the electrical machine, in particular within the rotor, which induces or at least supports a fluid flow, in particular the cooling fluid, into the interior of the electrical machine. For example, the cooling fluid is air that is required to cool the electrical machine down during operation in order to avoid possible damage.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Flügelelement an einer Innenseite des Rotors angeordnet. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die ohnehin vorhandene Drehbewegung des Rotors dazu nutzen, das Flügelelement zu bewegen, und insbesondere den erwünschten Unterdruck zu erzeugen. Damit wird automatisch im Betrieb Luft in die elektrische Maschine hineingezogen bzw. die Strömung hier unterstützt. Vorzugsweise stehen hierzu die Flügelelemente bzw. lamellenartige Flügelelemente radial nach innen von der Innenseite des Rotors ab. Vorzugsweise ist es dabei vorstellbar, dass das Flügelelement gegenüber der Rotationsachse um etwa 45° bis 70° geneigt ist. Insbesondere sind die Flügelelemente im Sinne einer Turbine angeordnet.The at least one vane element is preferably arranged on an inside of the rotor. As a result, the rotational movement of the rotor, which is already present, can advantageously be used to move the wing element, and in particular to generate the desired negative pressure. In this way, air is automatically drawn into the electrical machine during operation or the flow is supported here. For this purpose, the wing elements or lamellar wing elements preferably protrude radially inward from the inside of the rotor. It is preferably conceivable that the wing element is inclined by approximately 45 ° to 70 ° with respect to the axis of rotation. In particular, the wing elements are arranged in the manner of a turbine.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung einer Lagereinrichtung in einem Rotor vorgesehen, wobei der Rotor mittels der mindestens einen Lagereinrichtung um eine Rotationsachse rotierbar gelagert ist, wobei mindestens ein Lagerträger zumindest abschnittsweise innerhalb des Rotors angeordnet ist, wobei die mindestens eine Lagereinrichtung in radialer Richtung zwischen dem mindestens einen Lagerträger und dem Rotor angeordnet ist. Alle Merkmale und Vorteile, die für die elektrische Maschine beschrieben worden sind, gelten in analoger Weise für die Anordnung und anders herum.According to a further aspect of the present invention, an arrangement of a bearing device in a rotor is provided, the rotor being mounted so as to be rotatable about an axis of rotation by means of the at least one bearing device, at least one bearing carrier being arranged at least in sections within the rotor, the at least one bearing device in radial direction is arranged between the at least one bearing bracket and the rotor. All the features and advantages that have been described for the electrical machine apply in an analogous manner to the arrangement and vice versa.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zu Herstellung einer elektrischen Maschine vorgesehen, wobei eine Lagereinrichtung in einem Rotor erfindungsgemäß angeordnet wird. Alle für die elektrische Maschine und die Anordnung beschriebenen Merkmale und Vorteile lassen sich analog auf das Verfahren übertragen und anders herum.According to a further aspect of the present invention, a method for producing an electrical machine is provided, a bearing device being arranged in a rotor according to the invention. All of the features and advantages described for the electrical machine and the arrangement can be transferred analogously to the method and vice versa.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsform können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.Further advantages and features emerge from the following description of preferred embodiments of the subject matter according to the invention with reference to the attached figures. Individual features of the individual embodiment can be combined with one another within the scope of the invention.
Es zeigt:
-
1 : schematische Darstellung einer elektrischen Maschine gemäß dem Stand der Technik, -
2 : schematische Darstellung einer elektrischen Maschine gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und -
3 schematische Darstellung einer elektrischen Maschine gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 : schematic representation of an electrical machine according to the state of the art, -
2 : a schematic representation of an electrical machine according to a first exemplary embodiment of the present invention and -
3 schematic representation of an electrical machine according to a second exemplary embodiment of the present invention.
In
In
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerträger
Weiterhin ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerträger
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektrische Maschineelectric machine
- 1010
- Statorstator
- 1515th
- LagerträgerBearing bracket
- 2020th
- Rotorrotor
- 3030th
- LagereinrichtungStorage facility
- 30`30`
- weitere Lagereinrichtungfurther storage facility
- 3232
- WälzkörperRolling elements
- 3838
- FluidstromFluid flow
- 4040
- Zahnradgear
- 4242
- FlügelelementWing element
- ISIS
- Innenseiteinside
- ASAS
- AußenseiteOutside
- RR.
- RotationsacheRotation matter
Claims (10)
Priority Applications (2)
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