DE102021126456A1

DE102021126456A1 - Coolant conducting device for an electrical machine, electrical machine and motor vehicle having a hollow shaft seat

Info

Publication number: DE102021126456A1
Application number: DE102021126456.1A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Wolf; Benjamin Krank; Simon Strasinsky
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-10-13
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2023-04-13
Also published as: WO2023061714A1; CN117795831A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelleiteinrichtung (1) für eine einen Hohlwellensitz (15) aufweisende elektrische Maschine (16), wobei die Kühlmittelleiteinrichtung (1) ein flächiges Kühlmittelsammelelement (2) und ein damit verbundenes Kühlmittelkanalelement (3) aufweist, das das Kühlmittelsammelelement (2) vollständig durchdringt und von diesem um eine bestimmte Kühlmittelkanallänge (5) hervorspringt, sodass eine Kühlmittelsammelfläche (8) des Kühlmittelsammelelements (2) und ein freies Ende (6) des Kühlmittelkanalelements (3) zum Leiten von Kühlmittel fluidisch miteinander verbunden sind, wobei die Kühlmittelkanallänge (5) so bestimmt ist, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung (1) das Kühlmittelkanalelement (3) am freien Ende (6) in einem Lagersitzabschnitt (19) des Hohlwellensitzes (15) endet. Ferner betrifft die Erfindung eine die Kühlmittelleiteinrichtung (1) aufweisende elektrische Maschine (16) sowie ein Kraftfahrzeug, das die elektrische Maschine (16) aufweist.

The invention relates to a coolant conducting device (1) for an electrical machine (16) having a hollow shaft seat (15), the coolant conducting device (1) having a flat coolant collecting element (2) and a coolant channel element (3) connected thereto, which the coolant collecting element (2) completely penetrates and protrudes from it by a certain coolant channel length (5), so that a coolant collecting surface (8) of the coolant collecting element (2) and a free end (6) of the coolant channel element (3) are fluidly connected to one another for conducting coolant, the coolant channel length ( 5) is determined such that when the coolant guide device (1) is installed as intended, the coolant channel element (3) ends at the free end (6) in a bearing seat section (19) of the hollow shaft seat (15). The invention also relates to an electrical machine (16) having the coolant conducting device (1) and a motor vehicle having the electrical machine (16).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlmittelleiteinrichtung für eine elektrische Maschine, die einen Hohlwellensitz aufweist. In dem Hohlwellensitz ist eine Welle, insbesondere eine Rotorwelle, der elektrischen Maschine drehbar gelagert. Mittels der Kühlmittelleiteinrichtung wird im Betrieb der elektrischen Maschine ein Kühlmittelstrom ins Innere der Hohlwelle gerichtet. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine, die die Kühlmittelleiteinrichtung aufweist, die in bestimmungsgemäßer Einbaulage in/an dem Hohlwellensitz angeordnet ist. Überdies betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das die elektrische Maschine aufweist, beispielsweise als elektrische Traktionsmaschine.The present invention relates to a coolant guide device for an electrical machine, which has a hollow shaft seat. A shaft, in particular a rotor shaft, of the electrical machine is rotatably mounted in the hollow shaft seat. During operation of the electrical machine, a flow of coolant is directed into the interior of the hollow shaft by means of the coolant guide device. In addition, the invention relates to an electrical machine which has the coolant guide device which is arranged in/on the hollow shaft seat in the intended installation position. The invention also relates to a motor vehicle that has the electric machine, for example as an electric traction machine.

Zum Kühlen einer Welle einer elektrischen Maschine, insbesondere zum Kühlen einer Rotorwelle der elektrischen Maschine, und/oder zum Schmieren dieser Welle ist es bekannt, ein Kühlmittel, beispielsweise ein Maschinenöl oder dergleichen, einzusetzen. Um ein besonders effizientes Kühlen bzw. Schmieren der entsprechenden Welle zu gewährleisten, besteht der Bedarf, das Kühlmittel bzw. Schmiermittel besonders effizient und an Kühlstellen bzw. Schmierstellen zu befördern. Die Welle der elektrischen Maschine lässt sich noch effizienter kühlen, wenn sie als eine Hohlwelle ausgebildet ist, deren Inneres von dem Kühlmittel durchströmt wird. Besonders günstig ist es, wenn das Zuführen des Kühlmittels bzw. Schmiermittels an die entsprechende Kühlstelle bzw. Schmierstelle zumindest weitestgehend passiv erfolgt, sodass auf einer Vielzahl von Pumpen etc. verzichtet werden kann. Jedoch sind Gestaltungsmöglichkeiten beim Herstellen eines Gehäuses der elektrischen Maschine, um die besonders effiziente Kühlmittel- bzw. Schmiermittelzuführung in die Hohlwelle hinein zu gewährleisten, aufgrund eines Herstellprozesses des Gehäuses beschränkt. Denn üblicherweise wird das Gehäuse der elektrischen Maschine gegossen, sodass entsprechende Kühlmittelleitelemente zu Entformungsproblemen des urgeformten Gehäuses aus dessen Gussform führen. Daneben wird das Einleiten des Kühlmittels bzw. Schmiermittels in die Hohlwelle hinein durch die sich im Betrieb der elektrischen Maschine mit hohen Rotationsgeschwindigkeiten drehende Welle erschwert.To cool a shaft of an electrical machine, in particular to cool a rotor shaft of the electrical machine, and/or to lubricate this shaft, it is known to use a coolant, for example machine oil or the like. In order to ensure particularly efficient cooling or lubricating of the corresponding shaft, there is a need to convey the coolant or lubricant particularly efficiently and to cooling points or lubricating points. The shaft of the electrical machine can be cooled even more efficiently if it is designed as a hollow shaft, through the interior of which the coolant flows. It is particularly favorable if the coolant or lubricant is supplied to the corresponding cooling point or lubricating point at least largely passively, so that a large number of pumps etc. can be dispensed with. However, design options when manufacturing a housing of the electrical machine, in order to ensure the particularly efficient supply of coolant or lubricant into the hollow shaft, are limited due to a manufacturing process of the housing. This is because the housing of the electrical machine is usually cast, with the result that the corresponding coolant guide elements lead to problems with demoulding the originally formed housing from its casting mold. In addition, the introduction of the coolant or lubricant into the hollow shaft is made more difficult by the shaft rotating at high rotational speeds during operation of the electrical machine.

Die DE 10 2016 004 931 B4 offenbart eine elektrische Maschine mit einer Rotorhohlwelle, in welche eine Kühllanze hineinragt. Die Kühllanze ist von einem Kühlmittel durchströmbar. Des Weiteren ist die Kühllanze in Bezug zu einem Maschinengehäuse drehfest und/oder ortsfest angeordnet. Eine ähnliche Anordnung wird durch die EP 2 846 440 A1 offenbart, wobei die dort offenbarte elektrische Maschine ein Zuflusselement aufweist, das sich in einer Rotorwelle der elektrischen Maschine hineinerstreckt und von einem Kühlmittel durchströmbar ist.The DE 10 2016 004 931 B4 discloses an electrical machine with a hollow rotor shaft into which a cooling lance protrudes. A coolant can flow through the cooling lance. Furthermore, the cooling lance is arranged in a rotationally fixed and/or stationary manner in relation to a machine housing. A similar arrangement is given by the EP 2 846 440 A1 disclosed, wherein the electric machine disclosed there has an inflow element which extends into a rotor shaft of the electric machine and a coolant can flow through it.

Es ist Aufgabe der Erfindung, in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine befindliches Kühlmittel auf besonders effiziente Weise in das Innere einer Hohlwelle der elektrischen Maschine zu leiten.It is the object of the invention to convey coolant located in a housing of an electrical machine into the interior of a hollow shaft of the electrical machine in a particularly efficient manner.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further possible configurations of the invention are disclosed in the dependent claims, the description and the figures.

Erfindungsgemäß wird eine Kühlmittelleiteinrichtung für einen Hohlwellensitz einer elektrischen Maschine vorgeschlagen. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich zum Beispiel um eine Traktionsmaschine für ein Kraftfahrzeug. In bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung weist die elektrische Maschine also die Kühlmittelleiteinrichtung auf.According to the invention, a coolant guide device for a hollow shaft seat of an electrical machine is proposed. The electrical machine is, for example, a traction machine for a motor vehicle. In the intended installation position of the coolant conducting device, the electric machine therefore has the coolant conducting device.

Die Kühlmittelleiteinrichtung weist ein flächiges Kühlmittelsammelelement und ein damit verbundenes Kühlmittelkanalelement auf. Dabei durchdringt das Kühlmittelkanalelement das Kühlmittelsammelelement vollständig. Des Weiteren springt das Kühlmittelkanalelement von dem Kühlmittelsammelelement hervor.The coolant guide device has a flat coolant collecting element and a coolant channel element connected thereto. The coolant channel element penetrates the coolant collecting element completely. Furthermore, the coolant passage member protrudes from the coolant collection member.

Das Kühlmittelsammelelement ist ein Materialkörper, der zum einen Kühlmittelsammelfläche und zum anderen eine der Kühlmittelsammelfläche gegenüberliegende Fläche aufweist. Dabei sind die Kühlmittelsammelfläche und die andere Fläche des Kühlmittelsammelelements über eine Materialstärke bzw. Dicke des Kühlmittelsammelelements voneinander beabstandet und einander entgegengesetzt. Ausgehend von der Fläche, die der Kühlmittelsammelfläche gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt ist, springt das Kühlmittelkanalelement um eine bestimmte Kühlmittelkanallänge von dem Kühlmittelsammelelement, insbesondere von dessen Kühlmittelsammelfläche, hervor. Das Kühlmittelkanalelement weist entlang seiner Längserstreckungsrichtung zwei Enden auf, wobei ein freies der Enden des Kühlmittelkanalelements über die Kühlmittelkanallänge von der Kühlmittelsammelfläche des Kühlmittelsammelelements beabstandet ist.The coolant-collecting element is a body of material that has a coolant-collecting surface on the one hand and a surface opposite the coolant-collecting surface on the other. The coolant collecting surface and the other surface of the coolant collecting element are spaced apart from one another and opposed to one another by a material thickness or thickness of the coolant collecting element. Starting from the surface that lies opposite or is opposed to the coolant collecting surface, the coolant channel element protrudes by a specific coolant channel length from the coolant collecting element, in particular from its coolant collecting surface. The coolant channel element has two ends along its direction of longitudinal extent, with a free end of the coolant channel element being spaced apart from the coolant collecting surface of the coolant collecting element over the coolant channel length.

Das dem freien Ende gegenüberliegende Ende des Kühlmittelkanalelements mündet aufseiten der Kühlmittelsammelfläche. Beispielsweise weist das Kühlmittelsammelelement eine Durchgangsöffnung auf, die mit dem Kühlmittelkanalelement korrespondiert und woran das Kühlmittelkanalelement fluidisch angeschlossen ist. Wird im Betrieb der Kühlmitteleinrichtung die Durchgangsöffnung, die in dem Kühlmittelsammelelement ausgebildet ist, ausgehend von der Kühlmittelsammelfläche von einem Kühlmittel oder einem anderen Fluid durchströmt, durchströmt dieses Kühlmittel bzw. Fluid unter einem Herausströmen aus der Durchgangsöffnung das Kühlmittelkanalelement, wonach das entsprechende Kühlmittel bzw. Fluid dann über das freie Ende des Kühlmittelkanalelements aus diesem herausströmt. Mit anderen Worten sind die Kühlmittelsammelfläche des Kühlmittelsammelelements und das freie Ende des Kühlmittelkanalelements zum Leiten von Kühlmittel fluidisch miteinander verbunden. Dabei ist die Kühlmittelkanallänge so bestimmt, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung das Kühlmittelkanalelement am freien Ende in einem Lagersitzabschnitt des Hohlwellensitzes endet.The end of the coolant channel element opposite the free end opens out on the side of the coolant collecting surface. For example, the coolant collecting element has a through-opening which corresponds to the coolant channel element and to which the coolant channel element is fluidically connected. If the cooling If a coolant or other fluid flows through the through-opening, which is formed in the coolant-collecting element, starting from the coolant-collecting surface, this coolant or fluid flows through the coolant channel element while flowing out of the through-opening, after which the corresponding coolant or fluid then flows via the free End of the coolant channel element flows out of this. In other words, the coolant collecting surface of the coolant collecting element and the free end of the coolant channel element are fluidly connected to one another for conducting coolant. The length of the coolant channel is determined in such a way that, when the coolant guide device is installed as intended, the coolant channel element ends at the free end in a bearing seat section of the hollow shaft seat.

Im Betrieb der elektrischen Maschine, die die Kühlmittelleiteinrichtung aufweist, wird im Gehäuse der elektrischen Maschine befindliches Kühlmittel, beispielsweise Maschinenöl, durch eine im Gehäuse rotierende Rotorhohlwelle der elektrischen Maschine aufgewirbelt und - direkt oder indirekt - an das Kühlmittelsammelelement, insbesondere an dessen Kühlmittelsammelfläche, geschleudert, wodurch das Kühlmittel über die Kühlmittelsammelfläche strömt bzw. fließt und folglich in das aufseiten der Kühlmittelfläche mündende Kühlmittelkanalelement einströmt. Hiernach durchströmt das Kühlmittel das Kühlmittelkanalelement in Richtung hin zu dessen freiem Ende, das in den Lagersitzabschnitt des Hohlwellensitzes hineinragt. Da in dem Lagersitzabschnitt des Hohlwellensitzes die Rotorhohlwelle der elektrischen Maschine drehbar gelagert ist, weist das freie Ende des Kühlmittelkanalelements auf das Innere der Rotorhohlwelle, insbesondere koaxial, sodass das Kühlmittel besonders effizient in das Innere der Rotorhohlwelle einströmen kann. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Rotorhohlwelle und/oder die Kühlmittelleiteinrichtung im Gehäuse der elektrischen Maschine derart angeordnet sind/ist, dass das freie Ende des Kühlmittelkanalelements in das Innere der Rotorhohlwelle hineinragt. Somit wird ein zum Kühlen der Rotorhohlwelle unnutzbarer Leckstrom, der zum Kühlen der Rotorhohlwelle nicht genutzt werden kann, in vorteilhafter Weise verringert.During operation of the electrical machine, which has the coolant guide device, coolant located in the housing of the electrical machine, for example machine oil, is whirled up by a hollow rotor shaft of the electrical machine rotating in the housing and - directly or indirectly - thrown against the coolant collecting element, in particular on its coolant collecting surface. whereby the coolant flows or flows over the coolant collecting surface and consequently flows into the coolant channel element opening on the side of the coolant surface. The coolant then flows through the coolant channel element in the direction of its free end, which protrudes into the bearing seat section of the hollow shaft seat. Since the hollow rotor shaft of the electrical machine is rotatably mounted in the bearing seat section of the hollow shaft seat, the free end of the coolant channel element points towards the interior of the hollow rotor shaft, in particular coaxially, so that the coolant can flow particularly efficiently into the interior of the hollow rotor shaft. It can be provided in particular that the hollow rotor shaft and/or the coolant guide device are/is arranged in the housing of the electric machine in such a way that the free end of the coolant channel element protrudes into the interior of the hollow rotor shaft. A leakage current which cannot be used for cooling the hollow rotor shaft is thus advantageously reduced for cooling the hollow rotor shaft.

Des Weiteren ist in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung ein Lager, insbesondere Wälzlager, das in dem Lagersitzabschnitt des Hohlwellensitzes sitzt und die Rotorhohlwelle an dem Hohlwellensitz lagert, durch das flächige Kühlmittelsammelelement gegen das im Gehäuse der elektrischen Maschine umhergewirbelte Kühlmittel abgeschirmt, sodass ein Planschen des Wälzlagers im Kühlmittel zumindest verringert ist, was zu einem besonders effizienten Betrieb der elektrischen Maschine führt.Furthermore, in the intended installation position of the coolant guide device, a bearing, in particular a roller bearing, which sits in the bearing seat section of the hollow shaft seat and supports the hollow rotor shaft on the hollow shaft seat, is shielded by the flat coolant collecting element from the coolant swirling around in the housing of the electrical machine, so that splashing of the roller bearing in the Coolant is at least reduced, which leads to a particularly efficient operation of the electric machine.

In weiterer Ausgestaltung weist die Kühlmittelleiteinrichtung ein Ringdichtungselement auf, das am freien Ende des Kühlmittelkanalelements an einem Außenumfang des Kühlmittelkanalelements fluidisch dicht anliegt. Dadurch ist das Kühlmittelkanalelement aufseiten des freien Endes, das heißt aufseiten der der Kühlmittelsammelfläche gegenüberliegenden Fläche, außenumfangsseitig mittels des Ringdichtungselements umschlossen. In bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung dichtet so das Ringdichtungselement ein Inneres der in dem Hohlwellensitz aufgenommenen Rotorhohlwelle und die der Kühlmittelsammelfläche gegenüberliegende Fläche des Kühlmittelsammelelements fluidisch gegeneinander ab. Denn es ist insbesondere vorgesehen, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmitteleinrichtung das Ringdichtungselement mitsamt zumindest einem Teil des Kühlmittelkanalelements im Inneren der Rotorhohlwelle angeordnet ist. Insoweit kann es sich bei dem Dichtungselement um eine Axialdichtung der Kühlmittelleiteinrichtung handeln. Auf diese Weise ist besonders wirkungsvoll gewährleistet, dass Kühlmittel, das im Inneren der Rotorhohlwelle strömt und/oder umhergeschleudert wird, nicht in nachteiliger Weise im Bereich des Wälzlagers wieder aus der Rotorhohlwelle austritt und dadurch die unerwünschten Planschverluste des Wälzlagers hervorruft.In a further refinement, the coolant guide device has an annular sealing element which, at the free end of the coolant channel element, bears fluidically tightly on an outer circumference of the coolant channel element. As a result, the coolant channel element is enclosed on the free end side, that is to say on the side of the surface opposite the coolant collecting surface, on the outer peripheral side by means of the annular sealing element. In the intended installation position of the coolant guide device, the annular sealing element fluidly seals an interior of the hollow rotor shaft accommodated in the hollow shaft seat and the surface of the coolant collecting element opposite the coolant collecting surface. Because it is provided in particular that in the intended installation position of the coolant device, the ring sealing element is arranged together with at least a part of the coolant channel element inside the hollow rotor shaft. In this respect, the sealing element can be an axial seal of the coolant guide device. In this way it is particularly effectively ensured that coolant which flows inside the hollow rotor shaft and/or is thrown around does not disadvantageously exit the hollow rotor shaft again in the region of the roller bearing and thereby cause the undesired churning losses of the roller bearing.

Generell ist bei der Kühlmittelleiteinrichtung bzw. bei der die Kühlmittelleiteinrichtung aufweisenden elektrischen Maschine vorgesehen, dass zumindest das Kühlmittelkanalelement und eine Längsmittenachse der Rotorhohlwelle zusammenfallen. Mit anderen Worten sind die Rotorhohlwelle und das Kühlmittelkanalelement der Kühlmittelleiteinrichtung zumindest abschnittsweise bzw. bereichsweise koaxial zueinander angeordnet. In diesem Fall fallen eine Längsmittenachse der Kühlmittelleiteinrichtung und die Längsmittenachse der Rotorhohlwelle zusammen. Die Längsmittenachse der Kühlmittelleiteinrichtung und das Kühlmittelsammelelement sind senkrecht zueinander angeordnet, wobei sich das Kühlmittelkanalelement von dem Kühlmittelsammelelement entlang der Längsmittenachse der Kühlmittelleiteinrichtung erstreckt. Das bedeutet, dass das Kühlmittelkanalelement und das Kühlmittelsammelelement senkrecht zueinander angeordnet sind. Die Rotorhohlwelle kann sich - wenn die Rotorhohlwelle und die Kühlmittelleiteinrichtung bestimmungsgemäß relativ zueinander positioniert sind - teilweise in die Kühlmittelleiteinrichtung hineinerstrecken und dabei insbesondere das Kühlmittelkanalelement umschließen.In general, it is provided in the coolant conducting device or in the electrical machine having the coolant conducting device that at least the coolant channel element and a longitudinal central axis of the hollow rotor shaft coincide. In other words, the hollow rotor shaft and the coolant channel element of the coolant conducting device are arranged coaxially with one another at least in sections or areas. In this case, a longitudinal center axis of the coolant guide device and the longitudinal center axis of the hollow rotor shaft coincide. The longitudinal center axis of the coolant conducting device and the coolant collecting element are arranged perpendicularly to one another, with the coolant channel element extending from the coolant collecting element along the longitudinal center axis of the coolant conducting device. This means that the coolant channel element and the coolant collecting element are arranged perpendicular to one another. The hollow rotor shaft can—if the hollow rotor shaft and the coolant guide device are positioned relative to one another as intended—partially extend into the coolant guide device and thereby enclose in particular the coolant channel element.

Des Weiteren kann generell vorgesehen sein, dass die Kühlmittelleiteinrichtung ganz oder teilweise aus metallischem Material und/oder aus einem Kunststoff hergestellt ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittelsammelelement und das Kühlmittelkanalelement aus dem gleichen Material hergestellt sind. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittelsammelelement und das Kühlmittelkanalelement aus einem jeweils unterschiedlichen Material hergestellt sind.Furthermore, it can generally be provided that the coolant guide device is made entirely or partially from a metallic material and/or from a plastic. For example, it can be provided that the coolant collecting element and the coolant channel element are made of the same material. As an alternative to this, it can be provided that the coolant collecting element and the coolant channel element are each made of a different material.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Kühlmittelleiteinrichtung weist diese einen Stützkragen auf, der in gleicher Richtung wie das Kühlmittelkanalelement um eine Stützkragenlänge von dem Kühlmittelsammelelement, insbesondere von der der Kühlmittelsammelfläche gegenüberliegenden Fläche des Kühlmittelsammelelements, hervorspringt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Stützkragenlänge und die Kühlmittelkanallänge gleich sind. Mit anderen Worten erstrecken sich der Kühlmittelkanal und der Stützkragen gleich weit von der Fläche, die der Kühlmittelsammelfläche des Kühlmittelsammelelements gegenüberliegt, weg. Beispielsweise sind der Stützkragen und das Kühlmittelkanalelement in Bezug zur Längsmittenachse der Kühlmittelleiteinrichtung koaxial angeordnet.According to a further configuration of the coolant guide device, it has a support collar which protrudes in the same direction as the coolant channel element by a support collar length from the coolant collection element, in particular from the surface of the coolant collection element opposite the coolant collection surface. It is provided in particular that the length of the support collar and the length of the coolant channel are the same. In other words, the coolant passage and the support collar extend equidistant from the surface opposite the coolant collection surface of the coolant collection member. For example, the support collar and the coolant channel element are arranged coaxially in relation to the longitudinal center axis of the coolant guide device.

Aufgrund des Stützkragens der Kühlmittelleiteinrichtung ist diese besonders zuverlässig in/an dem Hohlwellensitz anordenbar und/oder fixierbar. Insoweit ist durch den Stützkragen ein Befestigungselement der Kühlmittelleiteinrichtung gebildet, wobei durch den Stützkragen insbesondere verhindert ist, dass die Kühlmittelleiteinrichtung in bestimmungsgemäßer Einbaulage um eine senkrecht zur Längsmittenachse verlaufende Achse der Kühlmittelleiteinrichtung rotiert wird. Mit anderen Worten ist ein besonders zuverlässiger Sitz der Kühlmittelleiteinrichtung im Hohlwellensitz gewährleistet, indem die Kühlmittelleiteinrichtung über den Stützkragen in/an dem Hohlwellensitz abgestützt ist.Because of the support collar of the coolant guide device, it can be arranged and/or fixed particularly reliably in/on the hollow shaft seat. In this respect, a fastening element of the coolant guide device is formed by the support collar, the support collar in particular preventing the coolant guide device from rotating in the intended installation position about an axis of the coolant guide device running perpendicular to the longitudinal central axis. In other words, a particularly reliable seat of the coolant conducting device in the hollow shaft seat is ensured by the coolant conducting device being supported in/on the hollow shaft seat via the support collar.

Eine Weiterbildung der Kühlmittelleiteinrichtung sieht vor, dass zumindest das Kühlmittelsammelelement und das Kühlmittelkanalelement miteinander einstückig ausgebildet sind. Sofern die Kühlmittelleiteinrichtung zusätzlich zu dem Kühlmittelsammelelement und dem Kühlmittelkanalelement den Stützkragen aufweist, ist insbesondere vorgesehen, dass das Kühlmittelsammelelement, das Kühlmittelkanalelement und der Stützkragen einstückig miteinander ausgebildet sind. Alternativ ist es denkbar, dass die Elemente der Kühlmittelleiteinrichtung, das heißt das Kühlmittelsammelelement und/oder das Kühlmittelkanalelement und/oder gegebenenfalls der Stützkragen separat voneinander bereitgestellt werden und hiernach kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kühlmittelleiteinrichtung als ein Tiefziehteil ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders zuverlässige bzw. dichte Verbindung zwischen dem Kühlmittelsammelelement und dem Kühlmittelkanalelement, wodurch ein unerwünschtes Lecken des Kühlmittels vorbei an dem Kühlmittelkanalelement und insbesondere in Richtung hin zu dem Lager, verhindert ist. Des Weiteren ist das einstückige Herstellen der Kühlmittelleiteinrichtung, insbesondere das Tiefziehen, ökonomisch und ökologisch besonders günstig sowie besonders rohstoffeffizient.A further development of the coolant guide device provides that at least the coolant collecting element and the coolant channel element are designed in one piece with one another. If the coolant guide device has the support collar in addition to the coolant collection element and the coolant channel element, it is provided in particular that the coolant collection element, the coolant channel element and the support collar are formed in one piece with one another. Alternatively, it is conceivable that the elements of the coolant guide device, i.e. the coolant collection element and/or the coolant channel element and/or possibly the support collar, are provided separately from one another and are then connected to one another in a non-positive, positive and/or material connection. In particular, it is provided that the coolant guide device is designed as a deep-drawn part. This results in a particularly reliable and tight connection between the coolant collecting element and the coolant channel element, which prevents the coolant from leaking past the coolant channel element and in particular in the direction of the bearing. Furthermore, the one-piece production of the coolant guide device, in particular deep-drawing, is economically and ecologically particularly favorable and particularly efficient in terms of raw materials.

Gemäß einer Weiterbildung der Kühlmittelleiteinrichtung ist vorgesehen, dass zumindest das Kühlmittelsammelelement und das Kühlmittelkanalelement in Bezug zur Längsmittenachse der Kühlmittelleiteinrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sind. In Draufsicht auf die Kühlmittelleiteinrichtung (siehe 1) ergibt sich so eine kreisringscheibenförmige Gestalt der Kühlmittelleiteinrichtung. Auf diese Weise ist die Kühlmittelleiteinrichtung besonders einfach und/oder aufwandsarm in den Hohlwellensitz einsetzbar, da dieser zumeist ohnehin hohlkreiszylindrisch ausgebildet ist, um ein entsprechendes Wälzlager sowie die außenseitig kreiszylindrisch ausgebildete Rotorhohlwelle aufzunehmen. So sind beim Herstellen des Gehäuses der elektrischen Maschine, das den Hohlwellensitz aufweist, keine Spezialwerkzeuge vonnöten bzw. keine weiteren Werkzeuge, die nicht ohnehin zum Herstellen des Gehäuses der elektrischen Maschine einzusetzen sind. Somit trägt die Kühlmittelleiteinrichtung zu einem besonders effizienten Herstellen des Gehäuses der elektrischen Maschine bei.According to a development of the coolant guide device, it is provided that at least the coolant collecting element and the coolant channel element are designed to be rotationally symmetrical in relation to the longitudinal center axis of the coolant guide device. In a plan view of the coolant guide device (see 1 ) This results in a shape of the coolant guide device in the shape of a circular ring. In this way, the coolant conducting device can be inserted into the hollow shaft seat particularly easily and/or with little effort, since this is usually designed as a hollow circular cylinder anyway in order to accommodate a corresponding roller bearing and the rotor hollow shaft, which is designed as a circular cylinder on the outside. When producing the housing of the electrical machine, which has the hollow shaft seat, no special tools are required or no other tools that are not to be used anyway for producing the housing of the electrical machine. The coolant conducting device thus contributes to a particularly efficient manufacture of the housing of the electrical machine.

In Weiterbildung weist die Kühlmittelleiteinrichtung wenigstens eine in dem Kühlmittelsammelelement separat von dem Kühlmittelkanalelement ausgebildete von Kühlmittel durchströmbare Durchgangsöffnung auf. In bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung ist so eine Möglichkeit geschaffen, ein Wellenlager, das heißt beispielsweise das Wälzlager der Rotorhohlwelle, des Hohlwellensitzes mit Kühlmittel zu beströmen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass entsprechende Planschverluste in Kauf genommen werden, um das Wälzlager von unerwünscht hohen thermischen Belastungen zu schützen. Bei der jeweiligen Durchgangsöffnung kann es sich zum Beispiel um eine Durchgangsbohrung handeln, die das Kühlmittelsammelelement vollständig durchdringt und deren Durchmesser aus internen Strömungsdynamikversuchen bestimmt werden kann.In a further development, the coolant guide device has at least one through-opening through which coolant can flow, which is formed separately from the coolant channel element in the coolant collecting element. In the intended installation position of the coolant guide device, it is thus possible to flow coolant through a shaft bearing, that is to say, for example, the roller bearing of the rotor hollow shaft, of the hollow shaft seat. For example, provision can be made for corresponding splashing losses to be accepted in order to protect the roller bearing from undesirably high thermal loads. The respective through-opening can be, for example, a through-bore which completely penetrates the coolant-collecting element and whose diameter can be determined from internal flow dynamic tests.

Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine, die eine gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete Kühlmittelleiteinrichtung sowie einen Hohlwellensitz aufweist. Mittels des Hohlwellensitzes ist eine Hohlwelle der elektrischen Maschine, insbesondere deren Rotorhohlwelle, gelagert, wobei das freie Ende des Kühlmittelkanalelements der Kühlmittelleiteinrichtung in den Lagersitzabschnitt des Hohlwellensitzes und infolgedessen in die Hohlwelle bzw. Rotorhohlwelle hineinragt.The invention also relates to an electrical machine which has a coolant guide device designed in accordance with the above description and a hollow shaft seat. A hollow shaft of the electrical machine, in particular its rotor hollow shaft, is held in place by means of the hollow shaft seat Gert, wherein the free end of the coolant channel element of the coolant guide device protrudes into the bearing seat section of the hollow shaft seat and consequently into the hollow shaft or hollow rotor shaft.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das zumindest teilweise elektrisch antreibbar bzw. fortbewegbar ausgebildet ist und daher eine gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete elektrische Maschine aufweist. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich somit um eine Traktionsmaschine des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. Demgemäß handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug zum Beispiel um ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder um ein reinelektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Dabei kann das Kraftfahrzeug als ein Personenkraftwagen, als ein Lastkraftwagen, als ein Kraftomnibus, als ein Kraftrad etc. ausgebildet sein.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle which is designed to be at least partially electrically drivable or movable and therefore has an electrical machine designed in accordance with the above description. The electrical machine is therefore a traction machine of the electrically drivable motor vehicle. Accordingly, the motor vehicle is, for example, a hybrid motor vehicle or a motor vehicle that can be driven purely electrically. The motor vehicle can be in the form of a passenger car, a truck, a motor bus, a motorcycle, etc.

Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche anzusehen.Features, advantages and advantageous configurations that are presented in the description for one of the subject matter of the independent claims are to be regarded at least analogously as features, advantages and advantageous configurations of the respective subject matter of the other independent claims and of every possible combination of the subject matter of the independent claims.

Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further features of the invention can result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Draufsicht einer Kühlmittelleiteinrichtung;
2 eine entlang einer Schnittebene II-II (siehe 1) geschnittene Seitenansicht der Kühlmittelleiteinrichtung;
3 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines Gehäuses einer elektrischen Maschine, das einen Hohlwellensitz aufweist, an/in welchem die Kühlmittelleiteinrichtung in bestimmungsgemäßer Einbaulage angeordnet ist;
4 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses der elektrischen Maschine mit der Kühlmittelleiteinrichtung;
5 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses der elektrischen Maschine, wobei ein Kühlmittelkanalelement in eine Rotorhohlwelle der elektrischen Maschine hineinragt;
6 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses der elektrischen Maschine, wobei ein Wellenlager an/in dem Hohlwellensitz angeordnet ist; und
7 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses der elektrischen Maschine, wobei die Rotorhohlwelle mittels des Wellenlagers in dem Hohlwellensitz gelagert ist.

The drawing shows in:

1 a plan view of a coolant guide;
2 one along a cutting plane II-II (see 1 ) sectioned side view of the coolant guide device;
3 a perspective and partially sectioned view of a housing of an electrical machine, which has a hollow shaft seat on / in which the coolant guide device is arranged in the intended installation position;
4 a perspective view of the housing of the electric machine with the coolant guide device;
5 a perspective and partially sectioned view of the housing of the electric machine, wherein a coolant channel element protrudes into a hollow rotor shaft of the electric machine;
6 a perspective and partially sectioned view of the housing of the electrical machine, wherein a shaft bearing is arranged on / in the hollow shaft seat; and
7 a perspective and partially sectioned view of the housing of the electrical machine, wherein the hollow rotor shaft is mounted in the hollow shaft seat by means of the shaft bearing.

Im Folgenden werden eine Kühlmittelleiteinrichtung 1, eine die Kühlmittelleiteinrichtung 1 aufweisende elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt), das die elektrische Maschine mit der Kühlmittelleiteinrichtung 1 aufweist, in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.A coolant conducting device 1, an electrical machine having the coolant conducting device 1 and a motor vehicle (not shown) having the electrical machine with the coolant conducting device 1 are presented in a joint description below. In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols.

Es zeigt 1 eine Draufsicht der Kühlmittelleiteinrichtung 1, die ein flächiges Kühlmittelsammelelement 2 verbundenes Kühlmittelkanalelement 3 aufweist. 2 zeigt eine entlang einer Schnittebene II - II (siehe 1) geschnittene Seitenansicht der Kühlmittelleiteinrichtung 1. In Zusammenschau der 1 mit der 2 ist zu erkennen, dass das Kühlmittelsammelelement 2 von dem Kühlmittelkanalelement 3vollständig durchdrungen ist, wobei das Kühlmittelkanalelement 3 entlang einer Längsmittenachse 4 senkrecht von dem Kühlmittelsammelelement 2 hervorspringt. Dabei springt das Kühlmittelkanalelement 3 von dem Kühlmittelsammelelement 2 um eine Kühlmittelkanallänge 5 hervor. Das Kühlmittelkanalelement 3 weist ein freies Ende 6 und ein entlang der Längsmittenachse 4 um die Kühlmittelkanallänge 5 von dem freien Ende beabstandetes und dem freien Ende 6 gegenüberliegendes zweites Ende 7 auf. Dabei mündet das zweite Ende 7 des Kühlmittelkanalelements 3 an einer Kühlmittelsammelfläche 8 des Kühlmittelsammelelements 2. Das freie Ende 6 des Kühlmittelkanalelements 3 mündet aufseiten einer zweiten Fläche 9 des Kühlmittelsammelelements 2, wobei diese zweite Fläche 9 und die Kühlmittelsammelfläche 8 einander entgegengesetzt sind und über eine Materialstärke des Kühlmittelsammelelements 2 voneinander beabstandet sind. Es ergibt sich also, dass die Kühlmittelsammelfläche 8 des Kühlmittelsammelelements 2 und das freie Ende 6 des Kühlmittelkanalelements 3 zum Leiten eines Fluids, insbesondere eines Kühlmittels, fluidisch miteinander verbunden sind.It shows 1 a plan view of the coolant guide device 1, which has a flat coolant collecting element 2 connected to the coolant channel element 3. 2 shows a along a cutting plane II - II (see 1 ) Sectional side view of the coolant guide device 1. In synopsis of 1 with the 2 It can be seen that the coolant channel element 3 penetrates the coolant collecting element 2 completely, the coolant channel element 3 protruding perpendicularly from the coolant collecting element 2 along a central longitudinal axis 4 . The coolant channel element 3 protrudes from the coolant collecting element 2 by a coolant channel length 5 . The coolant channel element 3 has a free end 6 and a second end 7 which is spaced apart from the free end by the coolant channel length 5 along the longitudinal central axis 4 and is opposite the free end 6 . The second end 7 of the coolant channel element 3 opens out at a coolant collecting surface 8 of the coolant collecting element 2. The free end 6 of the coolant channel element 3 opens out on the side of a second surface 9 of the coolant collecting element 2, this second surface 9 and the coolant collecting surface 8 being opposite one another and over a material thickness of the coolant collecting member 2 are spaced from each other. The result is that the coolant collecting surface 8 of the coolant collecting element 2 and the free end 6 of the coolant channel element 3 are fluidically connected to one another for conducting a fluid, in particular a coolant.

Die Kühlmittelleiteinrichtung 1 weist im vorliegenden Beispiel weiter ein Ringdichtungselement 10 auf, das aufseiten des freien Endes 6 an einem Außenumfang des Kühlmittelkanalelements 3 fluidisch dicht anliegt. Dadurch umschließt das Ringdichtungselement 10 das Kühlmittelkanalelement 3 außenumfangsseitig. Beispielsweise handelt es sich bei dem Ringdichtungselement 10 um eine Axialdichtung, etwa aus Kunststoff, die beispielsweise torusförmig ausgebildet sein kann.In the present example, the coolant guide device 1 also has an annular sealing element 10 which flows on the free end 6 side on an outer circumference of the coolant channel element 3 fits tightly. As a result, the annular sealing element 10 encloses the coolant channel element 3 on the outer circumference. For example, the ring sealing element 10 is an axial seal, for example made of plastic, which can be designed in the shape of a torus, for example.

Des Weiteren weist die Kühlmittelleiteinrichtung 1 vorliegend einen Stützkragen 11 auf, der in gleicher Richtung wie das Kühlmittelkanalelement 3 um eine Stützkragenlänge 12 von dem Kühlmittelsammelelement 2 hervorspringt. Im vorliegenden Beispiel sind die Kühlmittelkanallänge und die Stützkragenlänge 12 gleich, was bedeutet, dass das Kühlmittelkanalelement 3 und der Stützkragen 11 gleich weit von dem Kühlmittelsammelelement 2 hervorspringen.Furthermore, the coolant guide device 1 has a support collar 11 in the present case, which protrudes from the coolant collecting element 2 by a support collar length 12 in the same direction as the coolant channel element 3 . In the present example, the coolant channel length and the support collar length 12 are the same, which means that the coolant channel element 3 and the support collar 11 protrude the same distance from the coolant collecting element 2 .

Zwar kann es vorgesehen sein, dass die Elemente der Kühlmittelleiteinrichtung 1, das heißt das Kühlmittelsammelelement 2, das Kühlmittelkanalelement 3, der Stützkragen 11 separat voneinander bereitgestellt und hiernach kraft-, form- und/oder stoffschlüssig aneinander befestigt werden, um die Kühlmittelleiteinrichtung 1 herzustellen. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch vorgesehen, dass das Kühlmittelsammelelement 2 und das Kühlmittelkanalelement 3 und insbesondere der Stützkragen 11 einstückig miteinander ausgebildet sind, wobei durch das einstückige Ausbilden des Kühlmittelsammelelements 2, des Kühlmittelkanalelements 3 und des Stützkragens 11 die Kühlmittelleiteinrichtung 1 hergestellt wird. Beispielsweise wird die Kühlmittelleiteinrichtung 1 gebildet, indem ein Rohmaterialkörper umgeformt wird, insbesondere tiefgezogen wird. Das bedeutet, dass die Kühlmittelleiteinrichtung 1 im vorliegenden Beispiel als ein Tiefziehteil ausgebildet ist. Unter dem Tiefziehen des Rohmaterialkörpers werden somit das Kühlmittelsammelelement, das Kühlmittelkanalelement und im vorliegenden Beispiel der Stützkragen 11 gemeinsam miteinander hergestellt, insbesondere mit lediglich einem einzigen Tiefziehhub.It can be provided that the elements of the coolant guide device 1, i.e. the coolant collecting element 2, the coolant channel element 3, the support collar 11 are provided separately from one another and are then fastened to one another in a non-positive, positive and/or material connection in order to produce the coolant guide device 1. In the present example, however, it is provided that the coolant collection element 2 and the coolant channel element 3 and in particular the support collar 11 are formed in one piece with one another, the coolant guide device 1 being produced by the integral formation of the coolant collection element 2, the coolant channel element 3 and the support collar 11. For example, the coolant guide device 1 is formed by forming a raw material body, in particular by deep-drawing it. This means that the coolant guide device 1 is designed as a deep-drawn part in the present example. With the deep-drawing of the raw material body, the coolant collecting element, the coolant channel element and, in the present example, the support collar 11 are thus produced together, in particular with only a single deep-drawing stroke.

Es ist denkbar, dass die Kühlmittelleiteinrichtung 1 zumindest teilweise aus einem Kunststoff hergestellt ist. Vorliegend handelt es sich bei der Kühlmittelleiteinrichtung 1 um ein Blechteil, was bedeutet, dass die Kühlmittelleiteinrichtung 1 aus einem metallischen Material, insbesondere Stahlblech, hergestellt ist.It is conceivable that the coolant guide device 1 is made at least partially from a plastic. In the present case, the coolant guide device 1 is a sheet metal part, which means that the coolant guide device 1 is made of a metal material, in particular sheet steel.

Aus 1 und 2 ist des Weiteren zu erkennen, dass im vorliegenden Beispiel die Kühlmittelleiteinrichtung 1 einen wenigstens eine Durchgangsöffnung 13 aufweisenden Durchgangsöffnungssatz 14 aufweist, wobei die jeweilige Durchgangsöffnung 13 das Kühlmittelsammelelement 2 vollständig durchdringt und jeweils separat von dem Kühlmittelkanalelement 3 ausgebildet ist. Der Zweck des Durchgangsöffnungssatzes 14 wird weiter unten noch näher erläutert.Out of 1 and 2 It can also be seen that in the present example the coolant guide device 1 has a set of through openings 14 having at least one through opening 13, the respective through opening 13 completely penetrating the coolant collecting element 2 and being formed separately from the coolant channel element 3. The purpose of the port set 14 will be explained in more detail below.

Im vorliegenden Beispiel ist des Weiteren vorgesehen, dass - abgesehen von dem Durchgangsöffnungssatz 14 - die Kühlmittelleiteinrichtung 1 in Bezug zur Längsmittenachse 4 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Das bedeutet, dass zumindest das Kühlmittelsammelelement 2 und das Kühlmittelkanalelement 3 in Bezug zu der Längsmittenachse 4 der Kühlmittelleiteinrichtung 1 rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Da im vorliegenden Beispiel die Kühlmittelleiteinrichtung 1 den Stützkragen 11 aufweist, ist des Weiteren vorgesehen, dass der Stützkragen 11 in Bezug zur Längsmittenachse 4 rotationssymmetrisch ausgebildet ist.In the present example, it is further provided that—apart from the set of through openings 14—the coolant guide device 1 is designed to be rotationally symmetrical in relation to the longitudinal central axis 4 . This means that at least the coolant collecting element 2 and the coolant channel element 3 are rotationally symmetrical in relation to the longitudinal central axis 4 of the coolant guide device 1 . Since in the present example the coolant guide device 1 has the support collar 11 , it is also provided that the support collar 11 is rotationally symmetrical in relation to the longitudinal central axis 4 .

Die Kühlmittelleiteinrichtung 1 ist für eine einen Hohlwellensitz 15 aufweisende elektrische Maschine 16 vorgesehen, die im Folgenden näher beschrieben wird. Hierzu zeigt 3 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines Gehäuses 17 der elektrischen Maschine 16, wobei das Gehäuse 17 den Hohlwellensitz 15 aufweist, an/in welchem die Kühlmittelleiteinrichtung 1 in bestimmungsgemäßer Einbaulage angeordnet ist. Das bedeutet, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung 1 die elektrische Maschine 16 die Kühlmittelleiteinrichtung 1 aufweist. Mit anderen Worten ist durch die Kühlmittelleiteinrichtung 1 ein Bestandteil der elektrischen Maschine 16 gebildet. Mittels des Hohlwellensitzes 15 der elektrischen Maschine 16, insbesondere des Gehäuses 17, ist eine Hohlwelle 18 (erstmals dargestellt in 5) drehbar an/in dem Gehäuse 17 gelagert. Bei der Hohlwelle 18 handelt es sich zum Beispiel um eine Rotorwelle der elektrischen Maschine 16, was bedeutet, dass die Rotorwelle in diesem Fall als eine Rotorhohlwelle ausgebildet ist.The coolant guide device 1 is provided for an electrical machine 16 which has a hollow shaft seat 15 and is described in more detail below. For this shows 3 a perspective and partially sectioned view of a housing 17 of the electrical machine 16, the housing 17 having the hollow shaft seat 15 on/in which the coolant guide device 1 is arranged in the intended installation position. This means that the electrical machine 16 has the coolant conduction device 1 in the intended installation position of the coolant conduction device 1 . In other words, a component of the electrical machine 16 is formed by the coolant guide device 1 . By means of the hollow shaft seat 15 of the electrical machine 16, in particular the housing 17, a hollow shaft 18 (first shown in 5 ) rotatably mounted on / in the housing 17. The hollow shaft 18 is, for example, a rotor shaft of the electrical machine 16, which means that the rotor shaft is designed as a hollow rotor shaft in this case.

Bei der Kühlmittelleiteinrichtung 1 ist die Kühlmittelkanallänge so bestimmt, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage (wie beispielweise in 3 dargestellt) das Kühlmittelkanalelement 3 am freien Ende 6 an einem Lagersitzabschnitt 19 des Hohlwellensitzes 15 endet. Der Lagersitzabschnitt 19 weist hierzu einen Haltebereich 20 auf, der mit einer Außenumfangskontur der Kühlmittelleiteinrichtung 1, insbesondere mit einer Außenumfangskontur des Stützkragens 11, korrespondiert, sodass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmitteleinrichtung 1 diese in dem Haltebereich 20 des Lagersitzabschnitts 19 angeordnet und insbesondere gehalten ist. Mit anderen Worten stützt sich die Kühlmittelleiteinrichtung 1, insbesondere über deren Stützkragen 11, an dem Haltebereich 20 des Lagersitzabschnitts 19 und infolgedessen des Gehäuses 17 ab.In the case of the coolant guide device 1, the length of the coolant duct is determined in such a way that in the intended installation position (such as in 3 shown) the coolant channel element 3 at the free end 6 at a bearing seat portion 19 of the hollow shaft seat 15 ends. For this purpose, the bearing seat section 19 has a holding area 20, which corresponds to an outer peripheral contour of the coolant guide device 1, in particular to an outer peripheral contour of the support collar 11, so that when the coolant device 1 is in the intended installation position, it is arranged and in particular held in the holding area 20 of the bearing seat section 19. In other words, the coolant guide device 1 is supported, in particular via its support collar 11, on the holding area 20 of the bearing seat section 19 and consequently on the housing 17.

4 zeigt hierzu eine perspektivische Ansicht des Gehäuses 17 der elektrischen Maschine 16 mit der Kühlmittelleiteinrichtung 1 in bestimmungsgemäßer Einbaulage. Wie das Kühlmittelkanalelement 3 mit dessen freiem Ende 6 in die Hohlwelle 18 der elektrischen Maschine 16 hineinragt, ist in 5 dargestellt, die eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses 17 der elektrischen Maschine 16 zeigt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass aufgrund der Anordnung des Ringdichtungselements 10 in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung ein Inneres 21 der in dem Hohlwellensitz 15 aufgenommenen Hohlwelle 18 und die zweite Fläche 9 der Kühlmittelleiteinrichtung 1 mittels des Ringdichtungselements 10 fluidisch voneinander abgedichtet sind. 4 shows a perspective view of the housing 17 of the electric machine 16 with the coolant guide device 1 in the intended installation position. How the coolant channel element 3 projects with its free end 6 into the hollow shaft 18 of the electric machine 16 is shown in 5 shown, which shows a perspective and partially sectioned view of the housing 17 of the electrical machine 16 . In this representation it can be seen that due to the arrangement of the ring sealing element 10 in the intended installation position of the coolant conducting device, an interior 21 of the hollow shaft 18 accommodated in the hollow shaft seat 15 and the second surface 9 of the coolant conducting device 1 are fluidically sealed from one another by means of the ring sealing element 10.

Die elektrische Maschine 16 weist im vorliegenden Beispiel ein Wellenlager 22 auf, das in einem Lagerhaltebereich 23 des Lagersitzabschnitts 19 des Gehäuses 17 aufgenommen ist. Hierzu zeigt 6 eine perspektivische und teileweise geschnittene Ansicht des Gehäuses 17 der elektrischen Maschine 16, wobei das Wellenlager 22 an/in dem Hohlwellensitz 15 angeordnet ist, indem das Wellenlager 22 in dem mit dem Wellenlager 22 korrespondierenden Lagerhaltebereich 23 angeordnet ist und infolgedessen darin gehalten ist.In the present example, the electrical machine 16 has a shaft bearing 22 which is accommodated in a bearing holding area 23 of the bearing seat section 19 of the housing 17 . For this shows 6 a perspective and partially sectioned view of the housing 17 of the electrical machine 16, the shaft bearing 22 being arranged on/in the hollow shaft seat 15 by the shaft bearing 22 being arranged in the bearing holding area 23 corresponding to the shaft bearing 22 and consequently being held therein.

Ein Betrieb der elektrischen Maschine 16 stellt sich wie folgt dar: Die Hohlwelle 18 wird mittels eines Kühlmittels gekühlt, indem das Kühlmittel in einer durch das Gehäuse 17 definierten Kammer 24, beispielsweise einer Rotorkammer, der elektrischen Maschine 16 aufgewirbelt wird. Das im Betrieb der elektrischen Maschine 16 aufgewirbelte Kühlmittel, beispielsweise ein Maschinenöl etc., wird, dadurch, dass es in der Kammer 24 umhergeschleudert wird, mittels eines Zuleitelements 25 hin zum Kühlmittelsammelelement 2 der Kühlmittelleiteinrichtung 1 geleitet. Ein entsprechender Kühlmittelpfad 26 ist beispielsweise in 3 angedeutet. Das Kühlmittel strömt somit an der Kühlmittelsammelfläche 8 der Kühlmittelleiteinrichtung 1 und über das zweite Ende 7 in das Kühlmittelkanalelement 3 ein, sodass das Kühlmittel danach das Kühlmittelkanalelement 3 entlang der Längsmittenachse 4 durchströmt, um über das freie Ende 6 aus dem Kühlmittelkanalelement 3 auszuströmen. Dadurch strömt das aus dem freien Ende 6 des Kühlmittelkanalelements 3 ausströmende Kühlmittel in das Innere 21 der Hohlwelle 18 ein, da diese zumindest teilweise koaxial zu der Kühlmittelleiteinrichtung 1 angeordnet ist. Mit anderen Worten fallen die Längsmittenachse 4 der Kühlmittelleiteinrichtung 1 und eine Längsmittenachse 27 der Hohlwelle 18 zumindest bereichsweise zusammen. Des Weiteren erstreckt sich die Hohlwelle 18 im vorliegenden Beispiel entlang der Längsmittenachse 27 bzw. entlang der Längsmittenachse 4 in den Haltebereich 20 des Hohlwellensitzes 15 hinein, wodurch das Kühlmittelkanalelement 3 sich in einen Lagerabschnitt 28 der Hohlwelle 18 hineinerstreckt. Auf diese Weise ist gewährleitstet, dass das Kühlmittel besonders zuverlässig bzw. effizient in das Innere 21 der Hohlwelle 18 einströmt und dadurch die Hohlwelle 18 besonders effizient gekühlt wird. Es ist festzuhalten, dass das Zuleitelement 25 frei von einem aktiven Kühlmitteltransportelement, beispielsweise frei von einer Pumpe etc., ist, sodass das Kühlen des Inneren 21 der Hohlwelle 18 im vorliegenden Beispiel rein passiv erfolgt, sobald das Kühlmittel im Betrieb der elektrischen Maschine 16 aufgewirbelt wurde. Mit anderen Worten wird das im Betrieb der elektrischen Maschine 16 aufgewirbelte Kühlmittel, das zum Kühlen der Hohlwelle 18 eingesetzt wird, nach dem Aufwirbeln bzw. Umherschleudern nicht mehr mittels einer Pumpe etc. befördert. Stattdessen wird das Kühlmittel im vorliegenden Beispiel an eine Gehäuseinnenwand 29 des Gehäuses 17 geschleudert, um an dieser Gehäuseinnenwand 29 entlangzuströmen bzw. entlangzufließen, wobei das Kühlmittel auf die Kühlmittelsammelfläche 8 geleitet wird.Operation of the electrical machine 16 is as follows: the hollow shaft 18 is cooled by means of a coolant, in that the coolant is whirled up in a chamber 24 defined by the housing 17 , for example a rotor chamber, of the electrical machine 16 . The coolant, for example a machine oil etc., which is whirled up during operation of the electric machine 16 is guided towards the coolant collection element 2 of the coolant guide device 1 by means of a feed element 25 because it is thrown around in the chamber 24 . A corresponding coolant path 26 is shown in FIG 3 implied. The coolant thus flows on the coolant collecting surface 8 of the coolant guide device 1 and via the second end 7 into the coolant channel element 3, so that the coolant then flows through the coolant channel element 3 along the longitudinal central axis 4 in order to flow out of the coolant channel element 3 via the free end 6. As a result, the coolant flowing out of the free end 6 of the coolant channel element 3 flows into the interior 21 of the hollow shaft 18 , since this is at least partially arranged coaxially with the coolant guide device 1 . In other words, the longitudinal center axis 4 of the coolant guide device 1 and a longitudinal center axis 27 of the hollow shaft 18 coincide at least in regions. Furthermore, in the present example, the hollow shaft 18 extends along the longitudinal center axis 27 or along the longitudinal center axis 4 into the holding area 20 of the hollow shaft seat 15 , as a result of which the coolant channel element 3 extends into a bearing section 28 of the hollow shaft 18 . In this way it is ensured that the coolant flows particularly reliably and efficiently into the interior 21 of the hollow shaft 18 and the hollow shaft 18 is thereby cooled particularly efficiently. It should be noted that the feed element 25 is free of an active coolant transport element, for example free of a pump etc., so that the cooling of the interior 21 of the hollow shaft 18 in the present example takes place purely passively as soon as the coolant is whirled up during operation of the electrical machine 16 became. In other words, the coolant that is whirled up during operation of the electrical machine 16 and is used to cool the hollow shaft 18 is no longer conveyed by means of a pump etc. after being whirled up or thrown around. Instead, in the present example, the coolant is thrown against an inner wall 29 of the housing 17 in order to flow or to flow along this inner wall 29 of the housing, the coolant being directed onto the coolant collecting surface 8 .

Fig, 7 zeigt eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses 17 der elektrischen Maschine 16, wobei die Rotorhohlwelle, das heißt die Hohlwelle 18 mittels des Wellenlagers 22 in dem Hohlwellensitz 15 gelagert ist. Dabei ist in Zusammenschau mit der 6 und/oder mit der 4 zu erkennen, dass die Kühlmittelleiteinrichtung 1 im Hohlwellensitz 15, insbesondere im Haltebereich 20 gehalten ist oder wird, indem das Wellenlager 22 bestimmungsgemäß in dem Lagerhaltebereich 23 eingesetzt ist. Dabei ist zwischen dem Wellenlager 22 und dem Gehäuse 17 die Kühlmittelleiteinrichtung 1 formschlüssig gehalten. Genauer gesagt wird in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Kühlmittelleiteinrichtung 1 diese zwischen dem Wellenlager 22 und dem Gehäuse 17 der elektrischen Maschine 16 gehalten. Durch die abseits des Kühlmittelkanalelements 3 ununterbrochene Form des Kühlmittelsammelelements 2 wird im Betrieb der elektrischen Maschine 16 verhindert, dass Kühlmittel, das über das Zuleitelement 25 in das Innere 21 der Hohlwelle 18 geleitet wird, in unerwünschter Weise in/an das Wellenlager 22 geleitet wird, wodurch unerwünschte Planschverluste des Wellenlagers 22 vermieden bzw. verringert werden. Denn durch das Kühlmittelsammelelement 2 ist das Wellenlager 22 aufseiten des Gehäuses 17 bedeckt bzw. überdeckt, sodass das Kühlmittel nicht in unerwünschter Weise aus dem Zuleitelement 25 heraus und zwischen Lagerringe 29 und Wälzelemente 30 des Wellenlagers 22 gerät.7 shows a perspective and partially sectioned view of the housing 17 of the electrical machine 16, the rotor hollow shaft, ie the hollow shaft 18, being mounted in the hollow shaft seat 15 by means of the shaft bearing 22. It is in synopsis with the 6 and/or with the 4 to recognize that the coolant guide device 1 is or is held in the hollow shaft seat 15, in particular in the holding area 20, by the shaft bearing 22 being used as intended in the bearing holding area 23. The coolant guide device 1 is held in a form-fitting manner between the shaft bearing 22 and the housing 17 . More precisely, when the coolant guide device 1 is in the correct installation position, it is held between the shaft bearing 22 and the housing 17 of the electrical machine 16 . The uninterrupted shape of the coolant collecting element 2 away from the coolant channel element 3 prevents, during operation of the electrical machine 16, coolant which is routed via the feed element 25 into the interior 21 of the hollow shaft 18 from being routed into/to the shaft bearing 22 in an undesired manner. whereby undesired churning losses of the shaft bearing 22 are avoided or reduced. Because the coolant collecting element 2 covers the shaft bearing 22 on the housing 17 side, so that the coolant does not undesirably escape from the feed element 25 and between bearing rings 29 and rolling elements 30 of the shaft bearing 22 .

Aus 7 geht des Weiteren hervor, dass die Kühlmittelleiteinrichtung 1 mit deren Kühlmittelsammelelement 2 fluidisch dicht an das Gehäuse 17 der elektrischen Maschine 16 angrenzt. Es kann aber - beispielsweise bei einer weiteren Ausgestaltung der Kühlmittelleiteinrichtung 1 und/oder der elektrischen Maschine 16 - durchaus vorgesehen sein, dass ein radiales Strömen von Kühlmittel entlang der Kühlmittelsammelfläche 8 erwünscht ist. Beispielsweise kann so das Kühlmittel zum Kühlen des Wellenlagers 22 eingesetzt werden, wofür die Kühlmittelleiteinrichtung 1, insbesondere das Kühlmittelsammelelement 2, den Durchgangsöffnungssatz 14 mit der wenigstens einen Durchgangsöffnung 13 aufweist. Somit kann im Betrieb der elektrischen Maschine 16 Kühlmittel abseits des Kühlmittelkanalelements 3 entlang der Kühlmittelsammelfläche 8 strömen und durch die jeweilige Durchgangsöffnung 13 hindurchströmen, sodass das aufseiten der zweiten Fläche 9 aus der Durchgangsöffnung 13 herausströmende Kühlmittel bestimmungsgemäß zwischen die Lagerringe 29 und die Wälzelemente 30 des Wellenlagers 22 strömen kann. Auf diese Weise wird das Wellenlager 22 besonders effizient gekühlt, wobei ein entsprechender Planschverlust in Kauf genommen wird.Out of 7 also reveals that the coolant guide device 1 with its coolant collecting element 2 adjoins the housing 17 of the electric machine 16 in a fluidically tight manner. But it can - for example, in a further Ausgestal tion of the coolant guide device 1 and / or the electric machine 16 - be provided that a radial flow of coolant along the coolant collecting surface 8 is desired. For example, the coolant can be used to cool the shaft bearing 22 , for which purpose the coolant guide device 1 , in particular the coolant collecting element 2 , has the through-opening set 14 with the at least one through-opening 13 . Thus, during operation of the electric machine 16, coolant can flow away from the coolant channel element 3 along the coolant collection surface 8 and through the respective through-opening 13, so that the coolant flowing out of the through-opening 13 on the side of the second surface 9 is intended to flow between the bearing rings 29 and the rolling elements 30 of the shaft bearing 22 can flow. In this way, the shaft bearing 22 is cooled particularly efficiently, with a corresponding churning loss being accepted.

Das Ringdichtungselement 10 ist als optionaler Bestandteil der Kühlmittelleiteinrichtung 1 zu verstehen. Denn ein Beströmen des Wellenlagers 22 mit Kühlmittel kann im vorliegenden Beispiel ebenso erfolgen, wenn das Ringdichtungselement 10 nicht eingesetzt bzw. nicht verbaut wird. In diesem Fall kann Kühlmittel, das aus dem Inneren 21 der Hohlwelle 18 in Richtung hin zu der Kühlmittelleiteinrichtung 1 (zurück) strömt, in den Bereich zwischen den Lagerringen 29 und den Wälzelementen 30, das heißt in das Wellenlager 22 hinein, strömen, wodurch das Wellenlager 22 bestimmungsgemäß gekühlt wird. Ferner ist es denkbar, dass das Kühlmittel sowohl kühlende als auch schmierende Eigenschaften aufweist, sodass durch das entsprechende Beströmen von Elementen der elektrischen Maschine 16 das entsprechende Element gekühlt und/oder geschmiert wird.The ring sealing element 10 is to be understood as an optional component of the coolant guide device 1 . This is because, in the present example, coolant can also flow through the shaft bearing 22 if the ring sealing element 10 is not used or not installed. In this case, coolant that flows from the interior 21 of the hollow shaft 18 in the direction of the coolant guide device 1 (back) can flow into the area between the bearing rings 29 and the rolling elements 30, i.e. into the shaft bearing 22, whereby the Shaft bearing 22 is intended to be cooled. Furthermore, it is conceivable that the coolant has both cooling and lubricating properties, so that the corresponding element is cooled and/or lubricated by the corresponding flow of elements of the electrical machine 16 .

Die elektrische Maschine 16 ist insbesondere als ein Traktionsmotor für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Das bedeutet, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der elektrischen Maschine 16 das Kraftfahrzeug die elektrische Maschine 16 aufweist. Insoweit weist das Kraftfahrzeug die Kühlmittelleiteinrichtung 1 auf. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich um ein zumindest teilweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise um ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder um ein reinelektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist dabei insbesondere als ein Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen ausgebildet.The electrical machine 16 is designed in particular as a traction motor for a motor vehicle. This means that the motor vehicle has the electric machine 16 in the intended installation position of the electric machine 16 . In this respect, the motor vehicle has the coolant guide device 1 . The motor vehicle is a motor vehicle that can be driven at least partially electrically, for example a hybrid motor vehicle or a motor vehicle that can be driven purely electrically. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car and/or truck.

Bezugszeichenlistereference list

11: Kühlmittelleiteinrichtungcoolant guide device
22: Kühlmittelsammelelementcoolant collection element
33: Kühlmittelkanalelementcoolant channel element
44: Längsmittenachselongitudinal central axis
55: Kühlmittelkanallängecoolant channel length
66: freies Endefree end
77: zweites Endesecond end
88th: Kühlmittelsammelflächecoolant collection surface
99: zweite Flächesecond surface
1010: Ringdichtungselementring sealing element
1111: Stützkragensupport collar
1212: Stützkragenlängesupport collar length
1313: Durchgangsöffnungpassage opening
1414: Durchgangsöffnungssatzthrough hole kit
1515: Hohlwellensitzhollow shaft seat
1616: elektrische Maschineelectric machine
1717: GehäuseHousing
1818: Hohlwellehollow shaft
1919: Lagersitzabschnittpillow block section
2020: Haltebereichholding area
2121: Inneres der Hohlwelleinside of the hollow shaft
2222: Wellenlagershaft bearing
2323: Lagerhaltebereichstorage area
2424: Kammerchamber
2525: Zuleitelementfeed element
2626: Kühlmittelpfadcoolant path
2727: Längsmittenachselongitudinal central axis
2828: Lagerabschnittstorage section
2929: Lagerringbearing ring
3030: Wälzelementrolling element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102016004931 B4 [0003]
EP 2846440 A1 [0003]

Claims

Coolant conducting device (1) for an electrical machine (16) having a hollow shaft seat (15), the coolant conducting device (1) having a flat coolant collecting element (2) and a coolant channel element (3) connected thereto, which completely penetrates the coolant collecting element (2) and from protrudes from this by a specific coolant channel length (5), so that a coolant collecting surface (8) of the coolant collecting element (2) and a free end (6) of the coolant channel element (3) are fluidically connected to one another for conducting coolant, the coolant channel length (5) being determined in this way is that when the coolant guide device (1) is installed as intended, the coolant channel element (3) ends at the free end (6) in a bearing seat section (19) of the hollow shaft seat (15).

Coolant guide device (1) after claim 1 , characterized by an annular sealing element (10), which at the free end (6) bears fluidically tight against an outer circumference of the coolant channel element (3) and thereby encloses the coolant channel element (3) on the outer circumference, whereby the annular sealing element (10) in the intended installation position of the coolant guide device (1 ) fluidically seals an interior (21) of a hollow shaft (18) accommodated in the hollow corrugated seat (15) and a surface (9) of the coolant collecting element (2) opposite the coolant collecting surface (8) from one another.

Coolant guide device (1) after claim 1 or 2 characterized by a support collar (11) which protrudes from the coolant collecting element (2) by a support collar length (12) in the same direction as the coolant channel element (3).

Coolant guide device (1) after claim 3 , characterized in that the support collar length (12) and the coolant channel length (5) are the same.

Coolant guide device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant collecting element (2) and the coolant channel element (3) are constructed in one piece with one another.

Coolant guide device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant guide device (1) is designed as a deep-drawn part (1).

Coolant conducting device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant collecting element (2) and the coolant channel element (3) are rotationally symmetrical in relation to a longitudinal central axis (4) of the coolant conducting device (1).

Coolant guide device (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized by a through opening (13) formed in the coolant collecting element (2) separately from the coolant channel element (3) through which coolant can flow and by means of which a shaft bearing (22) of the hollow shaft seat (15) can be flowed with coolant when the coolant guide device (1) is in the correct installation position .

Electrical machine (16), which has a coolant guide device (1) designed according to one of the preceding claims and a hollow shaft seat (15), by means of which a hollow shaft (18) of the electrical machine (16) is mounted, the free end (6) of the Coolant channel element (3) of the coolant guide device (1) protrudes into the bearing seat section (19) of the hollow shaft seat (15) and consequently into the hollow shaft (18).

Motor vehicle with an after claim 9 trained electrical machine (16).