DE102020112510A1 - Elektrische Antriebseinrichtung und Antriebsanordnung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung sowie eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.Die elektrische Rotationsmaschine umfasst einen um eine Rotationsachse (1) drehbaren Rotor (3,5) und einem bezüglich dem Rotor statisch angeordneten Stator (4,6), sowie eine drehfest angeordnete Fluidzufuhreinrichtung (20) und eine mit der Fluidzufuhreinrichtung (20) strömungstechnisch verbundene, relativ zur Fluidzufuhreinrichtung (20) drehbare Verteileinrichtung (30) mit wenigstens einem Strömungsleitelement (33) zur Verteilung von Kühlfluid um die Rotationsachse (1) zu wenigstens einer Komponente der elektrischen Rotationsmaschine.Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung sowie einer damit ausgestatteten Antriebsanordnung lässt sich in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise eine optimale Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine realisieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung sowie eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.
  • Aus dem Stand der Technik sind diverse elektrische Antriebseinrichtungen bekannt, die in Antriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.
    Derartige elektrische Antriebseinrichtungen umfassen in der Regel eine elektrische Rotationsmaschine mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Rotor sowie einem bezüglich dem Rotor statisch angeordneten Stator und ein Gehäuse, in welchem die elektrische Rotationsmaschine angeordnet ist oder welches von der elektrischen Rotationsmaschine ausgebildet ist, zur Einhausung des Rotors. Dabei ist es bekannt, zum Zweck der Effizienzsteigerung eine Kühlung des Stators und/oder Rotors der elektrischen Rotationsmaschine vorzusehen.
  • Die DE 10 2015 015 797 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator. Der Stator umfasst dabei zumindest eine Wicklung, die wenigstens eine dem Rotor zugewandte Fläche aufweist, welche mit einer von dem Rotor in radialer Richtung nach außen durch Drehen des Rotors abgesprühten Kühlflüssigkeit zum Kühlen der Wicklung beaufschlagbar ist.
  • In der EP 3 059 937 A1 wird ein Verfahren zur Oberflächenkühlung von zumindest einem Teil einer elektrischen Maschine sowie eine Kühlvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Die Kühlvorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Hochdruckströmung und eine Niederdruckströmung auszubilden, zur Erzeugung eines Kühlmittelstroms. Die Kühlvorrichtung umfasst dazu eine Düse, welche die Hochdruckströmung erzeugt, wobei die Hochdruckströmung dafür vorgesehen ist, an einer zu kühlenden Oberfläche eines Rotors der elektrischen Maschine unter Nutzung des Coanda-Effekts zu verlaufen und eine Niederdruckströmung nach dem Injektionsprinzip mitzuführen.
  • Die WO 2016 132 060 A1 beschreibt eine elektrische Rotationsmaschine mit einem Stator mit einem Statorkörper sowie einen Verteilerkreis zur Aufnahme eines Kühlfluids zur Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine.
    Der Verteilerkreis ist dabei dazu ausgebildet, ein Kühlfluid in einen Innenraum der elektrischen Rotationsmaschine zu leiten, in welchem sich der Stator befindet. Der Verteilerkreis weist dazu genau eine Öffnung auf, welche einer Seitenfläche des Statorkörpers zugewandt ist, so dass das Kühlfluid direkt an den Statorkörper herangeführt werden kann.
  • Mit der JP 2016 149 900 A wird eine Kühlstruktur offenbart, welche eine elektrische Rotationsmaschine, einen Zirkulationspfad, einen Fluid-Tank, einen Rückführkanal sowie eine Ventileinrichtung umfasst.
    Die elektrische Rotationsmaschine umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor in einer Rotorkammer angeordnet ist und der Stator in einer Statorkammer angeordnet ist und diese beiden Kammern durch eine Trennwand fluiddicht voneinander getrennt sind. Der Zirkulationspfad verbindet den Fluid-Tank mit der Statorkammer und auch der Rückführkanal verbindet den Fluid-Tank mit der Statorkammer, wobei die Ventileinrichtung zur Steuerung des Volumenstroms im Rückführkanal eingerichtet ist. Die Ventileinrichtung steuert dabei in Abhängigkeit des in der Statorkammer vorherrschenden Fluid-Drucks.
  • Die DE 10 2016 103 408 A1 lehrt einen Stator eines elektrischen Motors, umfassend einen Statorkern, eine Spule, welche um Zähne des Statorkerns gewickelt ist, einen Außenzylinder, welcher die Zähne an deren Joch umgibt, sowie ein wärmeleitendes Teil, welches mit einer inneren Umfangsfläche des Außenzylinders und einem Spulenende der Spule in Kontakt steht.
    Durch diesen Aufbau wird ein Teil der Wärme, die während des Betriebs des Motors an den Spulen erzeugt wird, durch das wärmeleitende Teil zu dem Außenzylinder geleitet und von dem Außenzylinder an die Außenluft abgeleitet. Die Spule des Motors wird entsprechend über das wärmeleitende Teil gekühlt.
  • Eine besonders effiziente Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine wird in der Regel durch eine Fluid-Kühlung erreicht. Dabei wird meist Öl als Kühlfluid genutzt, welches an den Rotor und/oder den Stator geleitet wird, um dort Wärme abzuführen. Üblicherweise wird das Öl dazu mittels einer von zwei Methoden an den Rotor und/oder den Stator geleitet.
    Dabei kann eine Verteileinrichtung mit einem rotierenden Bauteil verbunden sein und bei Rotation unter Nutzung von Fliehkraft das Öl an den Rotor und/oder den Stator schleudern.
    Alternativ ist die Verteileinrichtung an einem feststehenden Bauteil angeordnet, um von dort düsenartig das Öl an den Rotor und/oder den Stator zu sprühen. Bei einer Ausgestaltung der Verteileinrichtung als Düse wird jedoch nur ein bestimmter Abschnitt am Umfang des Rotors und/oder Stators angesprüht, so dass entsprechend zur gleichmäßigen Kühlung des Stators mehrere Düsen am Umfang verteilt vorgesehen sein müssen.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Antriebseinrichtung sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise eine optimale Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine realisieren.
  • Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektrischen Antriebseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche die elektrische Antriebseinrichtung aufweist, gemäß Anspruch 9 zur Verfügung gestellt. Unteranspruch 10 ist auf eine vorteilhafte Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung gerichtet.
  • Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
  • Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der elektrischen Antriebseinrichtung.
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Rotationsmaschine mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Rotor und einem bezüglich dem Rotor statisch angeordneten Stator, sowie eine drehfest angeordnete Fluidzufuhreinrichtung. Des Weiteren umfasst die elektrische Rotationsmaschine eine mit der Fluidzufuhreinrichtung strömungstechnisch verbundene, relativ zur Fluidzufuhreinrichtung drehbare Verteileinrichtung mit wenigstens einem Strömungsleitelement zur Verteilung von Kühlfluid um die Rotationsachse zu wenigstens einer Komponente der elektrischen Rotationsmaschine.
    Das Kühlfluid wird somit von der Fluidzufuhreinrichtung zu der Verteileinrichtung transportiert.
    Zwar basiert die vorliegende Kühlung anteilig ebenfalls auf einer fliehkraftbedingten Ausbringung des Kühlfluids, jedoch ist diese Kühlung nicht alleine abhängig von der Wirkung der Fliehkraft, da auch bei Anliegen eines statischen Drucks von der Verteileinrichtung im ruhenden Zustand Kühlfluid bei entsprechender Anordnung von Strömungsleitelementen im Wesentlichen auf einem geschlossenen Umfang um die Rotationsachse ausbringbar ist. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verteileinrichtung dazu eingerichtet ist, Kühlfluid auf Wicklungen des Stators, insbesondere auf Wickelköpfe der Wicklungen, aufzubringen.
  • Strömungsleitelemente der Verteileinrichtung sind entsprechend dazu eingerichtet, mittels mehrerer Sprühstrahlen bzw. Strömen Kühlfluid auf die Oberfläche der elektrischen Rotationsmaschine aufzubringen, ohne dass dabei das Kühlfluid durch ein Leitungselement zwischen der Verteileinrichtung und der elektrischen Rotationsmaschine geleitet oder geführt wird. Mit anderen Worten ermöglicht die Verteileinrichtung ein Besprühen bzw. Anströmen der elektrischen Rotationsmaschine mit Kühlfluid. Bei der elektrischen Rotationsmaschine kann es sich sowohl um einen Synchronmotor als auch um einen Asynchronmotor handeln.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Verteileinrichtung ringförmig ausgebildet, wobei die Verteileinrichtung eine umlaufende Nut ausbildet, deren Innenraum strömungstechnisch mit der Fluidzufuhreinrichtung verbunden ist.
    Für eine Ausführungsform, in der von der Ringform Kühlfluid nach radial innen ausgebracht werden soll, kann vorgesehen sein, dass im radial äußeren Bereich zumindest eine Dichtung angeordnet ist, um eine fliehkraftbedingte Ausbringung an der radialen Außenseite zu verhindern. Entsprechend lässt sich das Kühlfluid auf einem geschlossenen Umfang ausbringen.
  • Dabei ist die Fluidzufuhreinrichtung entweder an dem Stator angeordnet oder von diesem ausgebildet ist, oder die Fluidzufuhreinrichtung ist an einem Gehäuse der elektrischen Rotationsmaschine angeordnet ist oder von diesem ausgebildet.
  • Gemäß einer ergänzenden Ausführungsform kann die Verteileinrichtung mehrere radial ausgerichtete Strömungsleitelemente aufweisen, zur Ausbringung des Kühlfluids in einer Strömungsrichtung mit radialer Komponente.
    Die Strömungsleitelemente können insbesondere mehrere Löcher sein oder auch als Prallelemente wie z.B. durch eine axiale Verzahnung ausgeführt sein. Alternativ ist aber auch nicht ausgeschlossen, dass die Verteileinrichtung axial einen glatten Rand ausbildet, von dem Kühlfluid fliehkraftbedingt abgeschleudert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein jeweiliges Strömungsleitelement durch eine Bohrung ausgebildet. Dies schließt jedoch die Anwendung alternativer Strömungsleitelemente nicht aus, wie etwa an bzw. von der Verteileinrichtung ausgebildete Leitflächen bzw. Leitschaufeln.
  • Gemäß einem weiteren ergänzenden Aspekt weist die Fluidzufuhreinrichtung mehrere Strömungskanäle zur Leitung des Kühlfluids zur Verteileinrichtung auf. Diese Strömungskanäle können an einem Umfang im Wesentlichen regelmäßig verteilt angeordnet sein. Insbesondere können diese Strömungskanäle achsparallel verlaufen. In einer alternativen Ausführungsform ist die Fluidzufuhreinrichtung durch lediglich einen Strömungskanal ausgebildet, mit dem Kühlfluid zu der Verteileinrichtung übertragbar ist.
    Der Strömungskanal kann in einer speziellen Ausführungsform zumindest einen Auslass in radialer Richtung ausbilden, zur Ausbringung des Kühlfluids mit zumindest einer radialen Richtungskomponente.
  • Der einzelne bzw. jeweilige Strömungskanal bildet einen oder mehrere Auslässe zur Übergabe des Kühlfluids in die Verteileinrichtung aus.
  • Des Weiteren kann die elektrische Antriebseinrichtung eine Steuerungseinrichtung umfassen, mit der Strömungsparameter des Kühlfluids derart einstellbar sind, dass eine laminare Strömung in der Ausbringung des Kühlfluids realisierbar ist.
    Diese Steuerungseinrichtung steuert den Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids derart und der Strömungskanal sowie die Strömungsleitelemente sind derart konzipiert, dass die Ausströmung des Kühlfluids auf die elektrische Rotationsmaschine mit laminarer Strömung erfolgen kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verteileinrichtung mit dem Rotor drehfest verbunden. Diese Ausführungsform ist daher derart eingerichtet, dass Kühlfluid fliehkraftbedingt bei Rotation des Rotors der elektrischen Rotationsmaschine ausgebracht werden kann. Jedoch ist auch eine Ausbringung von Kühlfluid aufgrund eines statischen Drucks nicht ausgeschlossen.
  • Weiterhin ist auch nicht ausgeschlossen, dass die elektrische Rotationsmaschine eine Innenläufermaschine und eine Außenläufermaschine miteinander kombiniert und die Verteileinrichtung drehfest mit einem Rotor der Innenläufermaschine oder der Außenläufermaschine verbunden oder verbindbar ist, und mit dem jeweils anderem Rotor nicht verbunden ist, jedoch dazu eingerichtet ist, Kühlfluid zumindest anteilig auch der elektrischen Rotationsmaschine zuzuführen, mit deren Rotor die Verteileinrichtung nicht gekoppelt ist.
  • Insbesondere kann dabei die Verteileinrichtung derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass mit ihr die Wicklungen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine kühlbar sind.
    Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausgestaltungsform eingeschränkt, sondern die Verteileinrichtung kann auch derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass mit ihr die Wicklungen des Rotors der elektrischen Rotationsmaschine kühlbar sind.
    In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verteileinrichtung derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass mit ihr der Stator als auch der Rotor der elektrischen Rotationsmaschine kühlbar sind.
    Insbesondere in dieser Ausführungsform kann die Verteileinrichtung mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente zur Kühlung eines Innenläufer-Rotors sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente zur Kühlung des dazugehörigen Stators aufweisen.
    In einer weiteren Ausführungsform ist die Verteileinrichtung derart angeordnet und ausgestaltet, dass mit ihr mehrere Statoren, d.h., bei einer auf einer axialen Position realisierten Kombination einer Innenläufermaschine sowie einer Außenläufermaschine, kühlbar sind. Auch hierfür bietet es sich an, dass die Verteileinrichtung mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente zur Kühlung der beiden Statoren aufweist.
    Die beiden Statoren der beiden elektrischen Rotationsmaschinen können dabei integrale Bestandteile einer Stator-Einheit sein, über die gegebenenfalls die Zuführung des Kühlfluids erfolgt.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Rotationsmaschine weist den Vorteil auf, dass mit geringem konstruktiven Aufwand und mit geringem Energiebedarf eine optimale Verteilung des Kühlfluids erfolgen kann.
  • Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, die eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung sowie eine Abtriebseinrichtung aufweist.
  • Die Abtriebseinrichtung kann insbesondere ein Getriebe sein, oder auch eine Verbrennungskraftmaschine.
    Dabei kann die Abtriebseinrichtung eine Welle aufweisen, wobei die Verteileinrichtung drehfest mit der Welle verbunden ist.
    Die betreffende Welle kann bei einer als Getriebe ausgebildeten Abtriebseinrichtung eine Getriebeeingangswelle sein. Wenn die Abtriebseinrichtung als eine Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet ist, kann die angeschlossene Welle die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine bzw. eine mit der Kurbelwelle drehfest gekoppelte Welle sein.
    Hier sorgt also die Drehbewegung der Welle für die Rotation der Verteileinrichtung, so dass bei einer Entkopplung der Welle vom Rotor der elektrischen Rotationsmaschine und bei Drehung der Welle aufgrund deren Kopplung mit einem Getriebe oder einer Verbrennungskraftmaschine trotzdem eine fliehkraftbedingte Ausbringung von Kühlfluid an der elektrischen Rotationsmaschine gewährleistet ist.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
    • 1: eine erste Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung im Bereich der Fluid-Kühlung,
    • 2: eine zweite Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung im Bereich der Fluid-Kühlung,
    • 3: eine dritte Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung im Bereich der Fluid-Kühlung, und in
    • 4: eine vierte Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung im Bereich der Fluid-Kühlung.
  • Alle 4 Figuren zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen der elektrischen Rotationsmaschine im Bereich der Ausbringung des Kühlfluids auf wenigstens ein Segment der elektrischen Rotationsmaschine.
    Die Ausführungsform gemäß 1 umfasst eine statisch fest angeordnete Fluidzufuhreinrichtung 20 mit einem im Wesentlichen achsparallel zur Rotationsachse 1 angeordneten Strömungskanal 21.
    Der Strömungskanal 21 endet in einem sich ebenfalls achsparallel erstreckenden Auslass 22. Durch diesen gelangt Kühlfluid zu der Verteileinrichtung 30, die hier durch ein radial inneres Element 34 und ein radial äußeres Element 35 die Form einer seitlich offenen Nut 31 ausbildet. Sowohl in dem radial inneren Element 34 als auch in dem radial äußeren Element 35 sind mehrere im Wesentlichen gleichmäßig am Umfang verteilte Strömungsleitelemente 33, hier in Form von Bohrungen ausgeführt, angeordnet. Durch diese Strömungsleitelemente 33 kann bei Rotation der Verteileinrichtung 30 austretendes Kühlfluid nach radial innen sowie auch nach radial außen verteilt werden.
    Die Verteileinrichtung 30 wird dabei über eine Nabe 40 in ihrer Drehbewegung angetrieben, die mit der hier dargestellten Welle 50, die um die Rotationsachse 1 dreht, verbunden ist. Die Welle 50 kann insbesondere die Welle einer hier nicht weiter dargestellten Abtriebseinrichtung, wie zum Beispiel eines Getriebes oder auch einer Verbrennungskraftmaschine, sein. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine fliehkraftbedingte Verteilung des Kühlfluids mittels der Verteileinrichtung 30 bei Drehung der Welle 50 stattfinden kann, ohne dass es der Rotation eines Rotors der elektrischen Rotationsmaschine selbst bedarf.
    Um eine fliehkraftbedingte Verteilung des Kühlfluids auch mittels der Strömungsleitelemente 33 an dem radial inneren Element 34 zu gewährleisten, ist die hier am radial äußeren Element 35 dargestellte Dichtung 32 integriert, um einen dortigen unbeabsichtigten Austritt von Kühlfluid zu verhindern.
  • 2 zeigt eine im Vergleich zu 1 einfachere Ausführungsform, bei der die Verteileinrichtung 30 lediglich ein radial äußeres Element 35 aufweist, in dem Strömungsleitelemente 33 angeordnet sind. Um hier die Verteilung des Kühlfluids auf der radial äußeren Seite zu unterstützen bzw. zu gewährleisten, ist der Auslass 22 am Strömungskanal 21 nach radial außen gerichtet, um durch die Fluidzufuhreinrichtung 20 das Kühlfluid dem radial äußeren Element 35 zuzuführen. Ansonsten erfolgt die Drehung der Verteileinrichtung 30 wie auch in der Ausführungsform gemäß 1 über eine Nabe 40, die mit einer Welle 50 verbunden ist.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer elektrischen Rotationsmaschine, die hinsichtlich der Fluidzufuhreinrichtung 20 wie die Ausführungsform gemäß 2 ausgestaltet ist. Die elektrische Rotationsmaschine ist hier als eine Außenläufer-Maschine 8 konzipiert, die einen statisch fest angeordneten Stator 6 der Ausläufer-Maschine 8 aufweist und diesbezüglich radial außen den Rotor 5 der Ausläufer-Maschine 8 aufweist. In der hier dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verteileinrichtung 30 bzw. deren radial äußeres Element 35 über die Nabe 40 mit dem Rotor 5 der Ausläufer-Maschine 8 drehfest gekoppelt ist. Gleichzeitig erfolgt über die Nabe 40 eine drehfeste Kopplung mit der Welle 50, die um die Rotationsachse 1 dreht. Durch diese Ausführungsform ist gewährleistet, dass bei Rotation des Rotors 5 der Ausläufer-Maschine 8 die Verteileinrichtung 30 in der Drehbewegung mitgenommen wird, wobei die Verteileinrichtung 30 bzw. deren radial äußeres Element 35 das Kühlfluid auf die Wicklungen 10 bzw. deren Wickelköpfe 11 im Stator 6 der Außenläufermaschine 8 aufbringt.
  • 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer elektrischen Rotationsmaschine, die eine Außenläufer-Maschine 8 als auch eine Innenläufer-Maschine 7 aufweist. Diese elektrische Rotationsmaschine umfasst entsprechend einen Rotor 3 der Innenläufer-Maschine 7, einen diesbezüglich statisch fest angeordneten Stator 4 der Innenläufer-Maschine 7, einen Rotor 5 der Außenläufer-Maschine 8 sowie einen diesbezüglich statisch fest angeordneten Stator 6 der Außenläufer-Maschine 8.
    Die Verteileinrichtung 30 ist in der hier dargestellten Ausführungsform ähnlich wie die Ausführungsform gemäß 1 ausgebildet, nämlich derart, dass sie ein radial inneres Element 34 sowie ein radial äußeres Element 35 umfasst, die zusammen eine Nut 31 ausbilden.
    Das radial innere Element 34 sowie das radial äußere Element 35 weisen jeweilige Strömungsleitelemente 33 in Form von Bohrungen auf, wobei sie radial beidseitig der Fluidzufuhreinrichtung 20 angeordnet sind. Durch die Strömungsleitelemente 33 im radial inneren Element 34 wird Kühlfluid auf die Wicklungen 10 und insbesondere auf den Wickelkopf 11 der Innenläufer-Maschine 7 geführt.
    Durch die Strömungsleitelemente 33 im radial äußeren Element 35 wird Kühlfluid auf die Wicklungen 10 und insbesondere auf den Wickelkopf 11 der Außenläufer-Maschine 8 geführt. Auch hier ist, äquivalent zur Ausführungsform gemäß 1, am radial äußeren Element 35 eine Dichtung 32 zur Fluidzufuhreinrichtung 20 integriert, zur Aufrechterhaltung eines statischen Drucks innerhalb der Nut 31 zwecks Gewährleistung der Ausströmung von Kühlfluid durch die Strömungsleitelemente 33 im radial inneren Element 34 der Verteileinrichtung 30.
    In der hier dargestellten Ausführungsform ist ersichtlich, dass der Dreh-Antrieb der Verteileinrichtung 30 über die Nabe 40 erfolgt, die mit dem Rotor 5 der Ausläufer-Maschine 8 gekoppelt ist. Entsprechend ist hier keine drehfeste Verbindung zu der Welle 50 realisiert, die zu einer Abtriebseinrichtung führt. Derart ist durch diese Ausführungsform vorgesehen, dass sie Verteileinrichtung 30 zusammen mit dem Rotor 5 der Außenläufermaschine 8 dreht und somit fliehkraftbedingt Kühlfluid bei Betrieb der Ausläufer-Maschine 8 verteilt.
  • Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung sowie einer damit ausgestatteten Antriebsanordnung lässt sich in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise eine optimale Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine realisieren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Rotationsachse
    3
    Rotor der Innenläufer-Maschine
    4
    Stator der Innenläufer-Maschine
    5
    Rotor der Außenläufer-Maschine
    6
    Stator der Außenläufer-Maschine
    7
    Innenläufer-Maschine
    8
    Außenläufer-Maschine
    10
    Wicklung
    11
    Wickelkopf
    20
    Fluidzufuhreinrichtung
    21
    Strömungskanal
    22
    Auslass
    30
    Verteileinrichtung
    31
    Nut
    32
    Dichtung
    33
    Strömungsleitelement
    34
    radial inneres Element
    35
    radial äußeres Element
    40
    Nabe
    50
    Welle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015015797 A1 [0003]
    • EP 3059937 A1 [0004]
    • WO 2016132060 A1 [0005]
    • JP 2016149900 A [0006]
    • DE 102016103408 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Elektrische Rotationsmaschine mit einem um eine Rotationsachse (1) drehbaren Rotor (3,5) und einem bezüglich dem Rotor (3,5) statisch angeordneten Stator (4,6), sowie eine drehfest angeordnete Fluidzufuhreinrichtung (20) und eine mit der Fluidzufuhreinrichtung (20) strömungstechnisch verbundene, relativ zur Fluidzufuhreinrichtung (20) drehbare Verteileinrichtung (30) mit wenigstens einem Strömungsleitelement (33) zur Verteilung von Kühlfluid um die Rotationsachse (1) zu wenigstens einer Komponente der elektrischen Rotationsmaschine.
  2. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (30) ringförmig ausgebildet ist, wobei die Verteileinrichtung (30) eine umlaufende Nut (31) ausbildet, deren Innenraum strömungstechnisch mit der Fluidzufuhreinrichtung (20) verbunden ist.
  3. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzufuhreinrichtung (20) i) an dem Stator (4,6) angeordnet ist oder von diesem ausgebildet ist, oder ii) an einem Gehäuse der elektrischen Rotationsmaschine angeordnet ist oder von diesem ausgebildet ist.
  4. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (30) mehrere radial ausgerichtete Strömungsleitelemente (33) aufweist zur Ausbringung des Kühlfluids in einer Strömungsrichtung mit radialer Komponente.
  5. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Strömungsleitelement (33) durch eine Bohrung ausgebildet ist.
  6. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzufuhreinrichtung (20) mehrere Strömungskanäle (21) zur Leitung des Kühlfluids zur Verteileinrichtung (30) aufweist.
  7. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (30) mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente (33) aufweist sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente (33) aufweist zur Ausbringung des Kühlfluids in Strömungsrichtungen mit nach radial innen bzw. radial außen ausgerichteter Komponente.
  8. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (30) mit dem Rotor (3,5) drehfest verbunden ist.
  9. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie mit einer Abtriebseinrichtung.
  10. Antriebsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinrichtung eine Welle (50) aufweist, wobei die Verteileinrichtung drehfest mit der Welle verbunden ist.
DE102020112510.0A 2020-05-08 2020-05-08 Elektrische Antriebseinrichtung und Antriebsanordnung Ceased DE102020112510A1 (de)

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WO (1) WO2021223808A1 (de)

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