DE102019212391A1 - Rotor mit einem Nutverschlusselement für eine elektrische Maschine - Google Patents

Rotor mit einem Nutverschlusselement für eine elektrische Maschine Download PDF

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DE102019212391A1
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cooling channel
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Christian Meyer
Thomas Heid
Fabian Schirmaier
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Bei einem Rotor (120) für eine elektrische Maschine (100), mit einer Rotorwelle (124) und einer Mehrzahl von Rotorschenkeln (128, 129), die mit der Rotorwelle (124) verbunden sind, wobei jeder Rotorschenkel (128, 129) mit einer zugeordneten Erregerspule (134, 136) versehen ist, und wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle (124) benachbarten Erregerspulen (134, 136) eine Nut (152) ausgebildet ist, ist mindestens eine Nut (152) mit einem Nutverschlusselement (142) zur Fixierung von zwei zugeordneten, in Umfangsrichtung der Rotorwelle (124) benachbarten Erregerspulen (134, 136) versehen, wobei das Nutverschlusselement (142) mindestens einen Kühlkanal aufweist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, mit einer Rotorwelle und einer Mehrzahl von Rotorschenkeln, die mit der Rotorwelle verbunden sind, wobei jeder Rotorschenkel mit einer zugeordneten Erregerspule versehen ist, und wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen eine Nut ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem derartigen Rotor.
  • Aus dem Stand der Technik sind elektrische Maschinen mit einem Stator und einem Rotor bekannt, bei denen der Rotor eine Rotorwelle und eine Mehrzahl von Rotorschenkeln aufweist, die mit der Rotorwelle verbunden sind. Hierbei ist jeder Rotorschenkel mit einer zugeordneten Erregerspule versehen, wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen eine Nut ausgebildet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, der eine Rotorwelle und eine Mehrzahl von Rotorschenkeln aufweist, die mit der Rotorwelle verbunden sind. Jeder Rotorschenkel ist mit einer zugeordneten Erregerspule versehen. Jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen ist eine Nut ausgebildet. Mindestens eine Nut ist mit einem Nutverschlusselement zur Fixierung von zwei zugeordneten, in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen versehen, wobei das Nutverschlusselement mindestens einen Kühlkanal aufweist.
  • Somit wird eine effiziente Kühlung des Rotors der elektrischen Maschine durch die Bereitstellung von Kühlkanälen ermöglicht, die in die Nutverschlusselemente des Rotors integriert sind. Hierbei kann eine entsprechende Kühlung ohne eine Beeinflussung einer vorgesehenen Erregungsflussführung in den Rotorschenkeln des Rotors erfolgen, da die Kühlkanäle nicht unmittelbar in den Rotor selbst bzw. in dessen Rotorschenkel integriert sind, sondern in die Nutverschlusselemente.
  • Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Rotor für eine elektrische Maschine, mit einer Rotorwelle und einer Mehrzahl von Rotorschenkeln, die mit der Rotorwelle verbunden sind. Jeder Rotorschenkel ist mit einer zugeordneten Erregerspule versehen, wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen eine Nut ausgebildet ist. Mindestens eine Nut ist mit einem Nutverschlusselement zur Fixierung von zwei zugeordneten, in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen versehen, wobei das Nutverschlusselement mindestens einen Kühlkanal aufweist.
  • Durch die Integration von Kühlkanälen in zugeordneten Nutverschlusselementen kann vorteilhafterweise ein Luftdurchsatz von Kühlluft im Bereich der Nuten zwischen in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen ermöglicht werden. Eine ausreichende Luftströmung kann hierbei bei einer Drehung des Rotors mittels der Corioliskraft erzeugt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Nutverschlusselement nach Art eines Nutkeils ausgebildet. Somit kann ein robustes und stabiles Nutverschlusselement bereitgestellt werden.
  • Bevorzugt ist der mindestens eine Kühlkanal in den Nutkeil integriert. Somit kann der mindestens eine Kühlkanal auf einfache Art und Weise bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Nutverschlusselement nach Art einer federelastischen Klammer ausgebildet. Somit kann ein unkompliziertes und kostengünstiges Nutverschlusselement bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise weist die federelastische Klammer einen ersten und einen zweiten Schenkel auf, die in entgegengesetzte, voneinander wegweisende Richtungen vorgespannt sind. Durch diese Vorspannung des ersten und zweiten Schenkels der federelastischen Klammer in entgegengesetzte Richtungen kann die Fixierung der zwei zugeordneten, in Umfangsrichtung der Rotorwelle benachbarten Erregerspulen sicher und zuverlässig erfolgen.
  • Bevorzugt weist der erste Schenkel zwei Stege auf, die einen ersten Kanal ausbilden, und der zweite Schenkel weist zwei Stege auf, die einen zweiten Kanal ausbilden, wobei die zwei Stege des ersten Schenkels derart in dem zweiten Kanal angeordnet sind, dass sie mit diesem den mindestens einen Kühlkanal ausbilden. Somit kann auf einfache Art und Weise und unter Verwendung einer unkomplizierten und kostengünstigen federelastischen Klammer eine Ausbildung des mindestens einen Kühlkanals ermöglicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der mindestens eine Kühlkanal zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit dem ersten und/oder zweiten Schenkel verbunden, insbesondere mittels Schweißen, Löten oder Kleben. Somit kann eine stabile und robuste Verbindung des mindestens einen Kühlkanals mit der federelastischen Klammer ermöglicht werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der mindestens eine Kühlkanal eine Lufteintrittsöffnung mit einem ersten Durchmesser und eine Luftaustrittsöffnung mit einem zweiten Durchmesser auf, wobei der zweite Durchmesser größer als der erste Durchmesser ist. Dies ermöglicht eine Strömung von Kühlluft durch den mindestens einen Kühlkanal unter Nutzung der Corioliskraft bei einer Drehung des Rotors.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der mindestens eine Kühlkanal unter einem vorgegebenen Winkel abgewinkelt. Somit kann auf einfache Art und Weise eine vorteilhafte Verlängerung des mindestens einen Kühlkanals ermöglicht werden.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator,
    • 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Rotors von 1, mit einem Nutverschlusselement gemäß einer ersten Ausführungsform,
    • 3 eine Schnittansicht des Nutverschlusselements von 2,
    • 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Rotors von 1, mit einem Nutverschlusselement gemäß einer zweiten Ausführungsform,
    • 5 eine Schnittansicht des Nutverschlusselements von 4,
    • 6 eine Schnittansicht einer Variante des Nutverschlusselements von 4,
    • 7 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Rotors von 1, mit einem Nutverschlusselement gemäß einer dritten Ausführungsform,
    • 8 eine erste Schnittansicht des Nutverschlusselements von 7, und
    • 9 eine zweite Schnittansicht des Nutverschlusselements von 7.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Figuren werden Elemente mit gleicher oder vergleichbarer Funktion mit identischen Bezugszeichen versehen und nur einmal genauer beschrieben.
  • 1 zeigt eine elektrische Maschine 100, die beispielhaft als ein Elektromotor mit einem schematisch dargestellten Stator 110 und einem Rotor 120 ausgebildet ist. Der Rotor 120 weist illustrativ eine Rotorwelle 124 und eine Mehrzahl von Rotorschenkeln 126 auf, die mit der Rotorwelle 124 verbunden sind. Beispielhaft sind zwecks Klarheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung von der Mehrzahl von Rotorschenkeln 126 lediglich die Rotorschenkel 127, 128, 129 separat mit Bezugszeichen versehen.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Rotor 120 darüber hinaus beispielhaft einen optionalen Rotorring 122, der die Rotorwelle 124 mit der Mehrzahl von Rotorschenkeln 126 verbindet. Die Mehrzahl von Rotorschenkeln 126 ist beispielhaft, und nicht zur Einschränkung der vorliegenden Erfindung, ausgehend von der Rotorwelle 124 radial nach außen gerichtet angeordnet, illustrativ ausgehend vom Rotorring 122.
  • Bevorzugt ist die Mehrzahl von Rotorschenkeln 126 mit einer zugeordneten Mehrzahl von Erregerspulen 130 versehen. Illustrativ ist der Rotorschenkel 127 mit einer Erregerspule 132 versehen, der Rotorschenkel 128 ist mit einer Erregerspule 134 versehen, und der Rotorschenkel 129 ist mit einer Erregerspule 136 versehen. Durch die Stromführung in der Mehrzahl von Erregerspulen 130 wird ein elektromagnetisches Feld erregt, das in einer dem Fachmann bekannten Weise zum Antrieb der elektrischen Maschine 100 genutzt werden kann.
  • Vorzugsweise wird die Mehrzahl von Erregerspulen 130 über geeignete Isolierkörper von der Mehrzahl von Rotorschenkeln 126 isoliert. Geeignete Isolierkörper sind dem Fachmann hinreichend bekannt, so dass hier auf eine genauere Beschreibung verzichtet werden kann. Auch sind die entsprechenden Isolierkörper in den Zeichnungen nicht gesondert gekennzeichnet, da sie als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind.
  • Jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle 124 benachbarten Erregerspulen ist bevorzugt eine zugeordnete Nut ausgebildet, so dass zwischen der Mehrzahl von Erregerspulen 130 eine Mehrzahl von Nuten 150 ausgebildet ist. Von dieser Mehrzahl von Nuten 150 ist lediglich beispielhaft, zwecks Klarheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung, nur eine einzelne Nut mit dem Bezugszeichen 152 separat gekennzeichnet.
  • Die Mehrzahl von Nuten 150 ist bevorzugt mit einer Mehrzahl von zugeordneten Nutverschlusselementen 140 verschlossen. Die Mehrzahl von Nutverschlusselementen 140 dient insbesondere zur Fixierung der Mehrzahl von Erregerspulen 130 an der Mehrzahl von Rotorschenkeln 126.
  • Zwecks Klarheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung ist lediglich ein einzelnes Nutverschlusselement separat mit dem Bezugszeichen 142 gekennzeichnet. Dieses Nutverschlusselement 142 dient hierbei zur Fixierung der Erregerspulen 134, 136 an den Rotorschenkeln 128, 129.
  • Bevorzugt weist das Nutverschlusselement 142, und vorzugsweise jedes der Mehrzahl von Nutverschlusselementen 140, mindestens einen Kühlkanal (210 in 2, 430 in 4, 730, 750 in 7) auf. Bei den nachfolgenden Figuren wird das Nutverschlusselement 142 stellvertretend für die Mehrzahl von Nutverschlusselementen 140 in verschiedenen Varianten mit unterschiedlichen Ausgestaltungen gezeigt, in denen jeweils mindestens ein Kühlkanal vorgesehen ist. Konkret ist in 1 illustrativ ein Ausschnitt 160 der elektrischen Maschine 100 markiert. Dieser Ausschnitt 160 umfasst abschnittsweise die Rotorschenkel 128, 129 und die daran vorgesehenen Erregerspulen 134, 136, sowie die Nut 152, die mit dem Nutverschlusselement 142 verschlossen ist. Dieser Ausschnitt 160 wird in den nachfolgenden Figuren näher beschrieben, um beispielhaft die verschiedenen Varianten des Nutverschlusselements 142 im Detail zu beschreiben.
  • 2 zeigt den Ausschnitt 160 von 1 mit den auf den Rotorschenkeln 128, 129 angeordneten Erregerspulen 134, 136, zwischen denen die Nut 152 ausgebildet ist, die mit dem Nutverschlusselement 142 verschlossen ist. Das Nutverschlusselement 142 fixiert hierbei die Erregerspulen 134, 136 an den Rotorschenkeln 128, 129. Wie bei 1 beschrieben, sind die Rotorschenkel 128, 129 lediglich beispielhaft mit dem optionalen Rotorring 122 von 1 verbunden.
  • Illustrativ ist das Nutverschlusselement 142 in 2 nach Art eines Nutkeils 200 ausgebildet. Bevorzugt ist mindestens ein Kühlkanal 210 vorgesehen, der beispielhaft in den Nutkeil 200 integriert ist. Alternativ hierzu können auch zwei oder mehr Kühlkanäle in den Nutkeil 200 integriert sein.
  • Der mindestens eine Kühlkanal 210 weist illustrativ eine Lufteintrittsöffnung 212 und eine Luftaustrittsöffnung 214 auf. Der mindestens eine Kühlkanal 210 erstreckt sich hierbei zwischen der Lufteintrittsöffnung 212 und der Luftaustrittsöffnung 214, bevorzugt in axialer Richtung des Rotors 120 von 1, wobei die Lufteintrittsöffnung 212 und die Luftaustrittsöffnung 214 vorzugsweise an gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors 120 von 1 angeordnet sind.
  • 3 zeigt den Nutkeil 200 von 2 zur Verdeutlichung des mindestens einen Kühlkanals 210 mit der Lufteintrittsöffnung 212 und der Luftaustrittsöffnung 214. Hierbei hat die Lufteintrittsöffnung 212 illustrativ einen ersten Durchmesser 213 und die Luftaustrittsöffnung 214 hat einen zweiten Durchmesser 215.
  • Bevorzugt ist der zweite Durchmesser 215 größer als der erste Durchmesser 213. Anders ausgedrückt hat die Luftaustrittsöffnung 214 vorzugsweise einen größeren Durchmesser als die Lufteintrittsöffnung 212, so dass unter Nutzung der Corioliskraft bei einer Drehung des Rotors 120 von 1 ein Luftstrom 216 im mindestens einen Kühlkanal 210 entstehen kann. Hierbei wird mittels der Corioliskraft ein sogenannter Thermosiphoneffekt bewirkt, der zu einer Erhöhung einer entsprechenden Konvektion an den Wickelköpfen des Rotors 120 von 1 führt.
  • 4 zeigt den Ausschnitt 160 von 1 mit den beispielhaft mit dem optionalen Rotorring 122 verbundenen Rotorschenkeln 128, 129, an denen die Erregerspulen 134, 136 angeordnet sind. Die Erregerspulen 134, 136 werden, wie oben beschrieben, durch das in die Nut 152 eingeführte Nutverschlusselement 142 an den Rotorschenkeln 128, 129 fixiert.
  • In der in 4 dargestellten Variante ist das Nutverschlusselement 142 nach Art einer federelastischen Klammer 400 ausgebildet. Diese federelastische Klammer 400 weist bevorzugt einen ersten und einen zweiten Schenkel 410, 420 auf. Diese beiden Schenkel 410, 420 sind bevorzugt in entgegengesetzte, voneinander wegweisende Richtungen vorgespannt.
  • Illustrativ ist die federelastische Klammer 400 im Rahmen des Ausschnitts 160 im verspannten Zustand in der Nut 152 gezeigt. Daneben ist die federelastische Klammer 400 im entspannten Zustand, der beispielhaft mit dem Bezugszeichen 450 gekennzeichnet ist, gezeigt, in dem die Schenkel 410, 420 beispielhaft eine zumindest im Wesentlichen V-förmige Gestalt ausbilden.
  • Um die federelastische Klammer 400 von ihrem entspannten Zustand 450 in den verspannten Zustand zu überführen, wird diese in Richtung eines Pfeils 440 in die Nut 152 eingeführt. Hierbei wird der Schenkel 410 in eine mit einem Pfeil 442 gekennzeichnete Richtung auf den Schenkel 420 zu bewegt, während der Schenkel 420 in eine mit einem Pfeil 444 gekennzeichnete Richtung auf den Schenkel 410 zu bewegt wird.
  • Bevorzugt ist der erste Schenkel 410 mit zwei Stegen 412, 414 versehen, die einen ersten Kanal 416 ausbilden. Der zweite Schenkel 420 ist bevorzugt mit zwei weiteren Stegen 422, 424 versehen, die einen zweiten Kanal 426 ausbilden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stege 412, 414, 422, 424 derart ausgebildet, dass die beiden Stege 412, 414 des ersten Schenkels 410 im verspannten Zustand der federelastischen Klammer 400 derart im Kanal 426 des zweiten Schenkels 420 angeordnet sind, d. h. derart zwischen den beiden Stegen 422, 424 des zweiten Schenkels 420 angeordnet sind, dass die Stege 412, 414, 422, 424 gemeinsam mindestens einen Kühlkanal 430 ausbilden, der vorzugsweise zwischen gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors 120 von 1 verläuft.
  • Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass z.B. anstelle der Stege 422, 424 auch großflächigere Komponenten Anwendung finden können, wie beispielsweise Viereckkonturen im Allgemeinen. Alternativ hierzu kann auch auf eine Verwendung der Stege 422, 424 verzichtet werden, falls sichergestellt werden kann, dass die Stege 412, 414 im verspannten Zustand der federelastischen Klammer 400 flächig gegen den zweiten Schenkel 420 angedrückt werden, usw.
  • 5 zeigt den ersten Schenkel 410 der federelastischen Klammer 400 von 4, der die beiden Stege 412, 414 aufweist, die den Kanal 416 in 4 ausbilden. Vom zweiten Schenkel 420 von 4 sind in 5 lediglich die beiden Stege 422, 424 sichtbar, die gemäß 4 den Kanal 426 ausbilden.
  • Wie bei 4 beschrieben, sind die Stege 412, 414 des Schenkels 410 in den Stegen 422, 424 bzw. dem von diesem gebildeten Kanal 426 von 4 angeordnet, so dass die Stege 412, 414, 422, 424 gemeinsam den mindestens einen Kühlkanal 430 mit der Lufteintrittsöffnung 432 und der Luftaustrittsöffnung 434 bilden. Hierbei hat die Lufteintrittsöffnung 432 illustrativ einen ersten Durchmesser 433 und die Luftaustrittsöffnung 434 hat einen zweiten Durchmesser 435.
  • Bevorzugt ist der zweite Durchmesser 435 größer als der erste Durchmesser 433. Anders ausgedrückt hat die Luftaustrittsöffnung 434 vorzugsweise einen größeren Durchmesser als die Lufteintrittsöffnung 432, so dass unter Nutzung der Corioliskraft bei einer Drehung des Rotors 120 von 1 ein Luftstrom 460 im mindestens einen Kühlkanal 430 entstehen kann. Hierbei wird mittels der Corioliskraft ein sogenannter Thermosiphoneffekt bewirkt, der zu einer Erhöhung einer entsprechenden Konvektion an den Wickelköpfen des Rotors 120 von 1 führt.
  • 6 zeigt den ersten Schenkel 410 der federelastischen Klammer 400 von 4 mit den Stegen 412, 414, sowie die Stege 422, 424 des zweiten Schenkels 420 von 4, wie bei 5 beschrieben. Die Stege 412, 414, 422, 424 bilden den mindestens einen Kühlkanal 430, durch den der Luftstrom 460 fließt. Im Gegensatz zu 5 sind die Stege 412, 414, 422, 424 jedoch nicht gradlinig ausgebildet, sondern unter einem vorgegebenen Winkel 470 abgewinkelt.
  • 7 zeigt den Ausschnitt 160 von 1 mit den am optionalen Rotorring 122 beispielhaft angeordneten Rotorschenkeln 128, 129, die mit den Erregerspulen 134, 136 versehen sind, wobei die Erregerspulen 134, 136 die Nut 152 ausbilden, die mit dem Nutverschlusselement 142 verschlossen ist. In Analogie zu 4 ist das Nutverschlusselement 142 wiederum nach Art einer federelastischen Klammer ausgebildet, die in 7 mit dem Bezugszeichen 700 gekennzeichnet ist. Diese federelastische Klammer 700 hat wiederum einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel, die mit den Bezugszeichen 710, 720 gekennzeichnet sind. An mindestens einem der Schenkel 710, 720 ist vorzugsweise mindestens ein Kühlkanal 730 angeordnet, der eine Lufteintrittsöffnung 732 und eine Luftaustrittsöffnung 734 aufweist, wobei die Lufteintrittsöffnung 732 und die Luftaustrittsöffnung 734 vorzugsweise an gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors 120 von 1 angeordnet sind.
  • Wiederum in Analogie zu 4 ist auch in 7 die federelastische Klammer 700 einerseits im verspannten Zustand und andererseits zusätzlich im entspannten Zustand gezeigt. Die federelastische Klammer 700 im entspannten Zustand ist beispielhaft mit dem Bezugszeichen 740 gekennzeichnet.
  • Im entspannten Zustand 740 der federelastischen Klammer 700 weist diese illustrativ eine zumindest im Wesentlichen V-förmige Gestalt auf. Um die federelastische Klammer 700 vom entspannten Zustand 740 in den verspannten Zustand zu überführen, wird die federelastische Klammer 700 in Richtung eines mit dem Bezugszeichen 760 gekennzeichneten Pfeils in die Nut 152 eingeführt. Hierbei bewegt sich der Schenkel 710 der federelastischen Klammer 700 bevorzugt in eine mit einem Pfeil 762 gekennzeichnete Richtung auf den Schenkel 720 zu, während der Schenkel 720 sich bevorzugt in eine mit einem Pfeil 764 gekennzeichnete Richtung auf den Schenkel 710 zu bewegt.
  • Bevorzugt weisen die Schenkel 710, 720 wie gezeigt auch im verspannten Zustand einen vorgegebenen Abstand voneinander auf, in dem der mindestens eine Kühlkanal 730 angeordnet ist. Alternativ hierzu kann jedoch auch mehr als nur ein Kühlkanal vorgesehen sein, wie dies illustrativ beim Nutverschlusselement 700 im entspannten Zustand 740 gezeigt ist.
  • Beispielhaft ist das Nutverschlusselement 700 in seinem mit dem Bezugszeichen 740 gekennzeichneten entspannten Zustand mit dem Kühlkanal 730 und einem weiteren Kühlkanal 750 versehen. Der Kühlkanal 730 weist, wie oben beschrieben, die Lufteintrittsöffnung 732 und die Luftaustrittsöffnung 734 auf, und der Kühlkanal 750 weist beispielhaft eine Lufteintrittsöffnung 752 und eine Luftaustrittsöffnung 754 auf. Bevorzugt sind die Kühlkanäle 730, 750 versetzt zueinander angeordnet, so dass eine entsprechende Konvektion an beiden Wickelkopfseiten des Rotors 120 von 1 vorteilhafterweise erhöht wird. Ein entsprechender Versatz kann hierbei sowohl in der Nut 152 vorliegen, oder von einer Nut zur nächsten Nut des Rotors 120 von 1.
  • In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist mindestens einer und bevorzugt jeder der Kühlkanäle 730, 750 zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit dem jeweils zugeordneten Schenkel 710, 720 verbunden. Eine derartige stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels Schweißen, Löten oder Kleben erreicht werden.
  • 8 zeigt den Nutkeil 700 von 7 zur Verdeutlichung des mindestens einen Kühlkanals 730 mit der Lufteintrittsöffnung 732 und der Luftaustrittsöffnung 734. Hierbei hat die Lufteintrittsöffnung 732 illustrativ einen ersten Durchmesser 733 und die Luftaustrittsöffnung 734 hat einen zweiten Durchmesser 735.
  • Bevorzugt ist der zweite Durchmesser 735 größer als der erste Durchmesser 733. Anders ausgedrückt hat die Luftaustrittsöffnung 734 vorzugsweise einen größeren Durchmesser als die Lufteintrittsöffnung 732, so dass unter Nutzung der Corioliskraft bei einer Drehung des Rotors 120 von 1 ein Luftstrom 770 im mindestens einen Kühlkanal 730 entstehen kann. Hierbei wird mittels der Corioliskraft ein sogenannter Thermosiphoneffekt bewirkt, der zu einer Erhöhung einer entsprechenden Konvektion an den Wickelköpfen des Rotors 120 von 1 führt.
  • 9 zeigt den Nutkeil 700 von 7 zur Verdeutlichung des mindestens einen Kühlkanals 750 mit der Lufteintrittsöffnung 752 und der Luftaustrittsöffnung 754. Hierbei hat die Lufteintrittsöffnung 752 illustrativ einen ersten Durchmesser 753 und die Luftaustrittsöffnung 754 hat einen zweiten Durchmesser 755.
  • Bevorzugt ist der zweite Durchmesser 755 größer als der erste Durchmesser 753. Anders ausgedrückt hat die Luftaustrittsöffnung 754 vorzugsweise einen größeren Durchmesser als die Lufteintrittsöffnung 752, so dass unter Nutzung der Corioliskraft bei einer Drehung des Rotors 120 von 1 ein Luftstrom 780 im mindestens einen Kühlkanal 750 entstehen kann. Hierbei wird mittels der Corioliskraft ein sogenannter Thermosiphoneffekt bewirkt, der zu einer Erhöhung einer entsprechenden Konvektion an den Wickelköpfen des Rotors 120 von 1 führt.
  • Wie aus 8 und 9 ersichtlich ist, verlaufen die beiden Kühlkanäle 730, 750 der federelastischen Klammer 700 von 7 im verspannten Zustand der federelastischen Klammer 700 zumindest annähernd parallel zueinander. Allerdings können die beiden Kühlkanäle 730, 750 auch in einem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sein und somit auch gegenläufig ausgerichtet sein.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die in den voranstehenden Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaften Charakter haben und nicht als Einschränkung der Erfindung vorgesehen sind. So kann beispielsweise auch der Nutkeil 200 von 2 mit einer Mehrzahl von Kühlkanälen versehen sein. Darüber hinaus können sowohl die Kühlkanäle im Nutkeil 200, als auch die Kühlkanäle im federelastischen Element 700 von 7 unter einem vorgegebenen Winkel abgewinkelt sein, wie beispielhaft bei 6 in Bezug auf das federelastische Element 400 von 4 beschrieben, usw.

Claims (10)

  1. Rotor (120) für eine elektrische Maschine (100), mit einer Rotorwelle (124) und einer Mehrzahl von Rotorschenkeln (128, 129), die mit der Rotorwelle (124) verbunden sind, wobei jeder Rotorschenkel (128, 129) mit einer zugeordneten Erregerspule (134, 136) versehen ist, und wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle (124) benachbarten Erregerspulen (134, 136) eine Nut (152) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Nut (152) mit einem Nutverschlusselement (142) zur Fixierung von zwei zugeordneten, in Umfangsrichtung der Rotorwelle (124) benachbarten Erregerspulen (134, 136) versehen ist, wobei das Nutverschlusselement (142) mindestens einen Kühlkanal (210) aufweist.
  2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutverschlusselement (142) nach Art eines Nutkeils (200) ausgebildet ist.
  3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkanal (210) in den Nutkeil (200) integriert ist.
  4. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutverschlusselement (142) nach Art einer federelastischen Klammer (400) ausgebildet ist.
  5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastische Klammer (400) einen ersten und einen zweiten Schenkel (410, 420) aufweist, die in entgegengesetzte, voneinander wegweisende Richtungen vorgespannt sind.
  6. Rotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (410) zwei Stege (412, 414) aufweist, die einen ersten Kanal (416) ausbilden, und der zweite Schenkel (420) zwei Stege (422, 424) aufweist, die einen zweiten Kanal (426) ausbilden, wobei die zwei Stege (412, 414) des ersten Schenkels (410) derart in dem zweiten Kanal (426) angeordnet sind, dass sie mit diesem den mindestens einen Kühlkanal (430) ausbilden.
  7. Rotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkanal (730, 750) zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit dem ersten und/oder zweiten Schenkel (710, 720) verbunden ist, insbesondere mittels Schweißen, Löten oder Kleben.
  8. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkanal (210) eine Lufteintrittsöffnung (212) mit einem ersten Durchmesser (213) und eine Luftaustrittsöffnung (214) mit einem zweiten Durchmesser (215) aufweist, wobei der zweite Durchmesser (215) größer als der erste Durchmesser (213) ist.
  9. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkanal (460) unter einem vorgegebenen Winkel (470) abgewinkelt ist.
  10. Elektrische Maschine (100) mit einem Stator (110) und einem Rotor (120), der eine Rotorwelle (124) und eine Mehrzahl von Rotorschenkeln (128, 129) aufweist, die mit der Rotorwelle (124) verbunden sind, wobei jeder Rotorschenkel (128, 129) mit einer zugeordneten Erregerspule (134, 136) versehen ist, und wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung der Rotorwelle (124) benachbarten Erregerspulen (134, 136) eine Nut (152) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Nut (152) mit einem Nutverschlusselement (142) zur Fixierung von zwei zugeordneten, in Umfangsrichtung der Rotorwelle (124) benachbarten Erregerspulen (134, 136) versehen ist, wobei das Nutverschlusselement (142) mindestens einen Kühlkanal (210) aufweist.
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