DE102019126980B4 - electrical machine - Google Patents
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Abstract
Elektrische Maschine (1), die als elektrischer Generator oder Elektromotor ausgestaltet ist, 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) 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 innerhalb des Rotors (20) angeordneten Abschnitt des mindestens einen Lagerträgers (15) und dem Rotor (20) angeordnet ist, wobei eine in Richtung der Rotationsachse (R) bemessene Erstreckung des innerhalb des Rotors (20) angeordneten Abschnitts des Lagerträgers (15) kleiner als 50 % der Erstreckungslänge des Rotors (20) in Richtung der Rotationsachse (R) ist und der Rotor (20) als Hohlwellenelement ausgebildet ist, wobei der Lagerträger (15) in eine stirnseitige Öffnung des Hohlwellenelements eingreift.Electrical machine (1), which is designed as an electrical generator or electric motor, 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). , wherein the electrical machine (1) has at least one bearing bracket (15), the at least one bearing bracket (15) being arranged at least in sections inside the rotor (20), the at least one bearing device (30) being located in the radial direction between the inside of the The section of the at least one bearing bracket (15) arranged on the rotor (20) and the rotor (20) is arranged, with an extension of the section of the bearing bracket (15) arranged inside the rotor (20) measured in the direction of the axis of rotation (R) being less than 50 % of the length of extension of the rotor (20) in the direction of the axis of rotation (R) and the rotor (20) is designed as a hollow shaft element, the bearing bracket (15) in a frontal Öffnu ng of the hollow shaft element engages.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine.The present invention relates to 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 to generate electrical energy and/or as a drive device in which electrical energy is used, e.g. B. is implemented in a rotational movement. For this purpose, rotating electrical machines in particular comprise a rotor and a stator, the rotor being mounted such 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 mutually repelling magnetic fields which can be used, for example, to cause the rotor to rotate relative to the stator.
Beispiele für elektrische Maschinen, bei denen der Rotor mittels mindestens einer Lagereinrichtung um eine Rotationsachse rotierbar gegenüber dem Stator gelagert ist, finden sich in
Aus der
Aus
Aus der
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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—seen in mutually opposite end sections in the direction of the axis of rotation—is mounted so as to be rotatable about the axis of rotation in each case 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 that is improved over the electrical machines known from the prior art, in particular with regard to space economy 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. 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 is provided with a stator and a rotor, the rotor being mounted such that it can rotate about an axis of rotation by means of at least one bearing device, the electrical machine having at least one bearing bracket, the at least one bearing bracket at least partially inside 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 section 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 support 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 front end in a corresponding external section. Accordingly, the electrical machine can be made smaller in the direction of the axis of rotation. Furthermore, it is to be regarded as advantageous that through the use of the at least one bearing carrier and the at least one bearing device, which is located inside the rotor and thus in is arranged in the radial direction between the at least one bearing support and the rotor, the geometry of the rotor, in particular in its end section, does not have to be adapted in order to make it storable for a bearing device arranged outside of the rotor. Correspondingly, for example, there is no need to taper 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. Erfindungsgemäß 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 whose stator and/or rotor has at least one coil, with the at least one coil being designed to generate a magnetic field. According to the invention, 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 the electric machine. Furthermore, it is conceivable that the electrical machine in addition to the bearing support with the internal bearing device, i. H. the bearing device, which is arranged inside the rotor, an additional bearing device is provided, which is formed outside of the rotor. Provision is also made for a gear wheel to be connected in a rotationally fixed manner to the rotor, in particular on the front side, 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. 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.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 inside of the rotor, and the inner bearing ring on an outside of the bearing carrier. Accordingly, it is conceivable that the bearing inner ring of the bearing device is connected to the outside of the bearing support in a non-positive, materially and/or positively locking manner and/or the bearing outer ring is connected to the inside of the rotor in a non-positively, materially and/or positively locking manner. In the case of a roller bearing, it is conceivable, for example, that it is a needle bearing, a ball bearing and/or a cylinder bearing, the rolling bodies of which are arranged circumferentially around the outer circumference of the bearing support. In particular, it is provided that the bearing device is formed or placed at the otherwise open end of the rotor, i. H. is arranged at the end section of the rotor, and preferably flush with the open end of the rotor. Alternatively, it is conceivable that the bearing device is offset in the direction of the axis of rotation relative to the front end of the rotor, in particular offset in a direction that is directed towards the interior of the rotor. In particular, the design as a flush finish has proven 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.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Rotor als Hohlwellenelement bzw. Hohlwellenprofil ausgebildet ist, wobei der Lagerträger in eine stirnseitige Öffnung des Rotors eingreift. Erfindungsgemäß ist es dabei vorgesehen, 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 the invention, it is provided that the rotor is designed as a hollow shaft element or hollow shaft profile, with the bearing bracket engaging in an end opening of the rotor. According to the invention, it is provided that the bearing support has a section arranged within 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 length of the rotor in direction the axis of rotation. In other words: the bearing bracket protrudes only 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 support protrudes into the interior of the rotor and protrudes or protrudes inwards in the direction of the axis of rotation relative 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.Provision is preferably made for the bearing support to be of tubular design. This advantageously makes it possible to save on material and weight, since the bearing support does not have a solid design. For this purpose, the bearing support is preferably forged in order to bring about a corresponding microstructure that withstands the corresponding loads during operation of the electrical machine. In addition, the configuration of the bearing support or the pipe section allows the possibility of using the interior space of the bearing support for conducting a cooling fluid, with which the electrical machine can in turn be cooled from the inside out. Furthermore, it is preferably provided that the bearing support is in one piece. It is also conceivable that the bearing support is designed in multiple 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 support 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.Furthermore, it is conceivable that the bearing support 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 support which is surrounded by the rotor and 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 support is structured or profiled, in particular to form a receptacle and/or a form fit with the bearing device. For example, the bearing support has a circumferential groove or channel 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 support. As a result, not only is a radial expansion of the system made up of bearing device and bearing support reduced, but a form fit in the axial direction is also required. It is also conceivable that the bearing support is in two parts and the groove is formed by assembling the two parts. 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 the purpose of axial fixing, a second part is then connected to the first part, the second part having means against which the pulled-on inner ring strikes in the axial direction. As a result, a circumferential groove or channel can be implemented in a simple manner on the outside of the bearing support, in which the bearing device is fixed, which is advantageous 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.Furthermore, it is conceivable that the bearing support has grooves or grooves or a profiling on its inside and/or outside. As a result, a cooling fluid flowing through can be specifically influenced on the inside, for example. On the outside, the grooves or the profiling form a feed system, for example, with which a lubricant can be transported to the bearing device. It is also conceivable that a cross section of the bearing support widens in the axial direction, in particular inside 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 device to be provided in addition to the at least one storage device. It is provided in particular that the bearing device is offset in the axial direction relative 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 support and the rotor in the radial direction. The bearing support is preferably the same bearing support that also supports the bearing device. In other words: a single bearing support 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 support engaging in 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 bearing via the at least one bearing device and the at least one further bearing device, it is possible in an advantageous manner to completely dispense with bearing devices which are arranged outside of 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.Provision is particularly preferably made for the electrical machine to include at least one channel for a cooling fluid. Preferably, the interior of the bearing support, which is arranged in particular in a stationary manner, 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 support is stationary, d. H. without rotary motion, is arranged so that the introduced air is not swirled in the input 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.Provision is particularly preferably made for at least one raceway for rolling bodies to be formed on an inside of the rotor and/or on an outside of the bearing support. The raceway is preferably forged on the outside of the bearing carrier and/or the inside of the rotor or 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, for the tubular element to be flanged or bent at one end in order to form a lateral boundary 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.Provision is preferably made for the electrical machine to have 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 causes or at least supports a flow of fluid, in particular of the cooling fluid, into the interior of the electrical machine. For example, the cooling fluid is air that is required to cool down the electric machine 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 wing element is preferably arranged on an inner side of the rotor. As a result, the rotational movement of the rotor, which is present in any case, can advantageously be used to move the wing element and in particular to generate the desired negative pressure. Air is thus automatically drawn into the electric machine during operation or the flow is supported here. For this purpose, the wing elements or lamellar wing elements preferably protrude radially inwards from the inside of the rotor. Preferably, it is conceivable that the wing element is inclined by about 45° to 70° relative to the axis of rotation. In particular, the wing elements are arranged in the sense of a turbine.
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 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:
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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.
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1 : schematic representation of an electrical machine according to the prior art, -
2 : 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.
In
In
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerträger 15 in dem in
Weiterhin ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerträger 15 rohrförmig bzw. hülsenförmig ausgestaltet ist. Insbesondere ist der Lagerträger 15 derart rohrförmig ausgebildet, dass eine in radialer Richtung des Lagerträgers 15 bemessene Wanddicke kleiner ist als eine Ausdehnung der Lagereinrichtung 30 in radialer Richtung. Eine derartig dünne Wandung für den Lagerträger 15 ermöglicht es, eine vergleichsweise leichte elektrische Maschine 1 bereitzustellen. Vorzugsweise ist hierfür der Lagerträger 15 geschmiedet, um entsprechende Belastungen zu gewährleisten bzw. auszuhalten, die während des Betriebs der elektrischen Maschine 1 auftreten. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Hohlbereich bzw. der Innenraum des rohrförmigen Lagerträgers 15 dazu genutzt wird, um ein Kühlfluid, vorzugsweise ein Kühlgas, insbesondere Luft, durch einen Fluidstrom 38 in das Innere der elektrischen Maschine 1 einzuleiten. Dadurch ist es möglich, besonders einfach ein Kühlfluid in das Innere, insbesondere das Innere des Rotors 20, einzuführen, und von innen heraus die elektrische Maschine 1 zu kühlen. Dies ist insbesondere bei hohen Drehzahlen von Vorteil. Weiterhin ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die elektrische Maschine 1 mindestens ein Flügelelement 42 aufweist, das in Rotation versetzt wird, um einen entsprechenden Unterdruck innerhalb des Rotors 20 zu erzeugen, um so den gewünschten Fluidstrom 38 für das Kühlen der elektrischen Maschine zu bewirken und/oder zu unterstützen. Vorzugsweise sind hierzu die Flügelelemente 42 bzw. mindestens ein Flügelelement 42 an der Innenseite IS des Rotors 20 abstehend ausgebildet. Dabei sind die Flügelelemente 42 vorzugsweise schräg zu der Rotationsachse R und/oder der senkrecht zur Rotationsachse R verlaufenden Ebene ausgerichtet. Weiterhin ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die von der Innenseite IS des Rotors 20 abstehenden Flügelelemente 42 soweit in das Innere des Rotors 20 hineinragen, dass sie in radialer Richtung gesehen von der Innenseite IS des Rotors 20 kommend, gegenüber der Innenseite IS des Lagerträgers 15 vorstehen.Furthermore, it is particularly preferred that the bearing
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- elektrische Maschineelectric machine
- 1010
- Statorstator
- 1515
- Lagerträgerbearing carrier
- 2020
- Rotorrotor
- 3030
- 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 thing
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1191899B (en) | 1962-09-14 | 1965-04-29 | Licentia Gmbh | Small electric motor, especially for driving sound devices |
DE2056194A1 (en) | 1970-11-16 | 1972-05-18 | Vnii Ele | DC electric machine |
GB1542943A (en) | 1977-09-27 | 1979-03-28 | Kidd G | Alternating current motor of high length to diameter ratio |
DE3145558A1 (en) | 1980-11-19 | 1982-08-12 | Equipements Automobiles Marchal, 92132 Issy-les-Moulineaux, Hauts-de-Seine | ALTERNATIVE ALTERNATOR, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES |
DE10053075A1 (en) | 2000-10-26 | 2002-05-29 | Dornier Gmbh Lindauer | Electromotor drive for a loom has a rotor without a shaft, and a friction disk which is brought into contact with a clutch disk keyed to the loom drive shaft when an electromagnet is activated |
DE10334370A1 (en) | 2003-07-25 | 2005-02-24 | Westfalia Separator Ag | Solid bowl screw centrifuge with direct drive |
DE102004013919A1 (en) | 2004-03-22 | 2005-10-20 | Siemens Ag | electric motor |
US20130338866A1 (en) | 2011-02-25 | 2013-12-19 | Takayoshi Ozaki | Electric automobile |
CN204089478U (en) | 2014-09-09 | 2015-01-07 | 台州欧非机电科技有限公司 | Heat-dissipation motor |
DE102013222229A1 (en) | 2013-10-31 | 2015-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | wheel hub drive |
DE112015004041T5 (en) | 2014-09-04 | 2017-07-13 | M-Link Co., Ltd. | CORELESS ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH A STAND CONTAINING A CYLINDRICAL COIL AND COOLING METHOD THEREFOR |
DE102017203529A1 (en) | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Device for cooling an electric machine with a stator and a rotor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2016169C3 (en) * | 1970-04-04 | 1974-04-11 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Device for supplying the cooling channels of rotors of electrical machines with cooling water |
US7476994B2 (en) * | 2006-02-21 | 2009-01-13 | Honeywell International, Inc. | High power generator with enhanced heat removal |
DE102011115455A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-14 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Breathing electric motor |
DE102012205690A1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Device for mounting a rolling bearing of an electric machine, electric machine |
US9985501B2 (en) * | 2013-08-16 | 2018-05-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Generators with open loop active cooling |
EP2860852A1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-04-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for deflecting at least one portion of a cooling fluid flowing axially in a space between a rotor and a stator of a rotating electric machine |
-
2019
- 2019-10-08 DE DE102019126980.6A patent/DE102019126980B4/en active Active
-
2020
- 2020-09-30 CN CN202011056217.6A patent/CN112636520B/en active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1191899B (en) | 1962-09-14 | 1965-04-29 | Licentia Gmbh | Small electric motor, especially for driving sound devices |
DE2056194A1 (en) | 1970-11-16 | 1972-05-18 | Vnii Ele | DC electric machine |
GB1542943A (en) | 1977-09-27 | 1979-03-28 | Kidd G | Alternating current motor of high length to diameter ratio |
DE3145558A1 (en) | 1980-11-19 | 1982-08-12 | Equipements Automobiles Marchal, 92132 Issy-les-Moulineaux, Hauts-de-Seine | ALTERNATIVE ALTERNATOR, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES |
DE10053075A1 (en) | 2000-10-26 | 2002-05-29 | Dornier Gmbh Lindauer | Electromotor drive for a loom has a rotor without a shaft, and a friction disk which is brought into contact with a clutch disk keyed to the loom drive shaft when an electromagnet is activated |
DE10334370A1 (en) | 2003-07-25 | 2005-02-24 | Westfalia Separator Ag | Solid bowl screw centrifuge with direct drive |
DE102004013919A1 (en) | 2004-03-22 | 2005-10-20 | Siemens Ag | electric motor |
US20130338866A1 (en) | 2011-02-25 | 2013-12-19 | Takayoshi Ozaki | Electric automobile |
DE102013222229A1 (en) | 2013-10-31 | 2015-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | wheel hub drive |
DE112015004041T5 (en) | 2014-09-04 | 2017-07-13 | M-Link Co., Ltd. | CORELESS ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH A STAND CONTAINING A CYLINDRICAL COIL AND COOLING METHOD THEREFOR |
CN204089478U (en) | 2014-09-09 | 2015-01-07 | 台州欧非机电科技有限公司 | Heat-dissipation motor |
DE102017203529A1 (en) | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Device for cooling an electric machine with a stator and a rotor |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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