DE102021204589A1 - Rotorträger für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine mit diesem - Google Patents

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Steffen Einenkel
Thomas Walter
Gerlad Viernekes
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Abstract

Die Anmeldung betrifft einen Rotorträger für eine elektrische Maschine umfassend einen hülsenförmigen Aufnahmebereich (10) und zumindest einen flanschartigen Trägerbereich (20), welcher mit einer Nabe oder Welle (A) verbunden ist, wobei der Aufnahmebereich (10) auf seiner äußeren Umfangsfläche zumindest eine in axialer Richtung verlaufende Mitnahmenut (11) aufweist, und wobei im Aufnahmebereich (10) mehrere über den Umfang verteilte, radiale Ölbohrungen (13) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Ende des Rotorträgers ein Geberrad (30) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff vorgesehen ist, und dass das Geberrad (30) in radialer Richtung über den Aufnahmebereich (10) vorsteht, um als axiale Begrenzung (L) für ein Rotorblechpaket (R) zu dienen. Weiter betrifft die Anmeldung eine elektrische Maschine, einen Antriebsstrang sowie ein Fahrzeug hiermit.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rotorträger für eine elektrische Maschine, insbesondere in einem hybriden Antriebsstrang eines Fahrzeugs.
  • Im Stand der Technik sind bei elektrischen Maschinen neben massiven Rotoren auch ringförmige Rotoren bekannt, welche um eine Drehachse angeordnet sind. Beispielsweise aus DE 10 2014 216 367 A1 oder KR 2014 0067345 A ist bekannt, dass im Rotorträger Aussparungen beziehungsweise Vorsprünge an der Welle eingearbeitet sind, um mit einem Lagesensor zusammenzuwirken.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Alternative zum Stand der Technik, welche eine bessere Abstützung des Rotors sowie eine optimierte Bauraumnutzung aufweist, als auch einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch einen Rotorträger für eine elektrische Maschine umfassend einen hülsenförmigen Aufnahmebereich und zumindest einen flanschartigen Trägerbereich, welcher mit einer Nabe oder Welle verbunden ist, wobei der Aufnahmebereich auf seiner äußeren Umfangsfläche zumindest eine in axialer Richtung verlaufende Mitnahmenut aufweist, und wobei im Aufnahmebereich mehrere über den Umfang verteilte, radiale Ölbohrungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Ende des Rotorträgers ein Geberrad aus einem nicht-magnetischen Werkstoff vorgesehen ist, und dass das Geberrad in radialer Richtung über den Aufnahmebereich vorsteht, um als axiale Begrenzung für ein Rotorblechpaket zu dienen.
  • Durch den hülsenförmigen Aufnahmebereich und den flanschartigen Trägerbereich wird gegenüber einem massiven Rotorkern das Gewicht und somit Trägheit geringgehalten. Des Weiteren wird Bauraum ermöglicht, indem gegebenenfalls weitere Komponenten des Antriebsstrang radial innerhalb des hülsenförmigen Aufnahmebereichs angeordnet werden können. Um eine sichere Mitnahme der Drehbewegung des Rotors zu erreichen, weist die Aufnahmefläche des Rotorträgers an der Außenseite zumindest eine axial verlaufende Mitnahmenut auf, welche mit einem entsprechenden Vorsprung am Rotor eine formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung ermöglicht. Im Aufnahmebereich sind ebenfalls radiale Ölbohrungen vorgesehen, um einen Durchtritt eines Kühlmediums, insbesondere in Form eines im Bereich des Antriebsstrang vorhandenen Öls, zu ermöglichen.
  • Als axialer Begrenzung für den Rotor beziehungsweise genauer dem Rotorblechpaket auf dem Aufnahmebereich ist an einem axialen Ende ein radial über den Aufnahmebereich vorstehendes Geberrad vorgesehen. Dieses Geberrad ist aus einem nicht-magnetischen Werkstoff gefertigt, um einen negativen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften der elektrischen Maschine, insbesondere des Rotors, weitestgehend zu vermeiden.
  • Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Rotorträgers sind dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad Markierungen für einen Rotationslagesensor aufweist. Um die Lage beziehungsweise den Drehwinkel des Rotors erfassen zu können, kann ein Rotorlagesensor verwendet werden. Der Rotorlagesensor erfasst hierbei Markierungen, welche am Geberrad vorgesehen sind. Die Markierungen können abhängig vom verwendeten Rotorlagesensor optische und/oder mechanische Markierungen umfassen, beispielsweise Aussparungen, Vorsprünge, unterschiedliches Material oder Oberflächenbehandlungen, wie Farbe, Beschaffenheit und/oder Material.
  • Rotorträger gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Aufnahmebereich und/oder dem Trägerbereich verbunden ist. Damit eine sichere und insbesondere drehfeste Verbindung vorliegt, wird das Geberrad stoffschlüssig, z.B. durch Verschweißen, und/oder formschlüssig mit den weiteren Teilen des Rotorträgers verbunden.
  • Ausführungsformen eines Rotorträgers sind dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt mehrere axiale Kühlnuten an der äußeren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs vorgesehen sind, und dass die Ölbohrungen einen Durchmesser aufweisen, welcher größer als die lichte Weite der Kühlnuten ist. Aufgrund eines gegenüber der lichten Weite der Kühlnut größeren Durchmessers der Ölbohrung kann der Ölfluss verbessert werden, da Öl auch seitlich über die Nutflanken einfließen kann. Dieser Effekt ist insbesondere in Kombination mit über den Umfang versetzt angeordneten Nuten an der inneren Umfangsfläche vorteilhaft, wenn ein Durchmesser gewählt ist, welcher ebenfalls die Nutflanken der Nuten an der inneren Umfangsfläche öffnet.
  • Bevorzugte Ausführungsformen eines Rotorträgers sind dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teil der Kühlnuten bis an das Geberrad erstrecken, und dass das Geberrad mit den Kühlnuten fluchtende Öffnungen aufweist. Um einen Verschluss der Kühlnuten durch das radial nach außen vorstehende Geberrad zu vermeiden, weist das Geberrad mit zumindest einem Teil der Kühlnuten fluchtende Öffnungen auf. Entsprechende Öffnungen im Sinne der Erfindung können auch durch einen mit den Kühlnuten verbundenen, im beziehungsweise mit dem Geberrad ausgebildeten Kühlkanal gebildet werden, welche einen oder mehrere Auslässe aufweisen, wobei der oder die Auslässe nicht zwingend mit einer Kühlnut fluchten müssen.
  • Rotorträger gemäß bevorzugten Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut einen Verschlussabschnitt aufweist, wodurch die Kühlnut sich nicht über die gesamte axiale Länge erstreckt, und dass der Verschlussabschnitt in einem Bereich zwischen der Ölbohrung und dem nächstliegenden axialen Ende des Rotorträgers angeordnet ist. Um eine gezieltere Ölführung zu ermöglichen können zumindest ein Teil der Kühlnuten einen Verschlussabschnitt aufweisen, mit dem der Querschnitt in einer zur Drehachse der elektrischen Maschine senkrechten Ebene der Kühlnut verschlossen ist. Damit der Kontakt mit dem Öl möglichst lang ist, ist der Verschlussabschnitt insbesondere bei nicht zentral angeordneten Ölbohrungen im Bereich bis zum nächstliegenden axialen Ende vorgesehen.
  • Ausführungsformen eines Rotorträgers sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnuten an ihrem radial äußeren, axial verlaufenden Ende mit Einlaufschrägen oder Einlaufradien versehen sind. Der Übergang der Wandung der Kühlnuten zu der äußeren Umfangsfläche ist vorteilhafterweise mit einer Einlaufschräge oder einem Einlaufradius versehen, um eine scharfe Kante zu vermeiden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um bei einer eventuellen mechanischen, vor allem spanenden, Nachbearbeitung der Umfangsfläche die Bildung von in die Kühlnut ragenden Graten zu vermeiden sowie die Werkzeugbelastung zu reduzieren, wodurch die Werkzeugstandzeit erhöht werden kann. Durch diese Nachbearbeitung können fertigungsbedingte Formfehler behoben beziehungsweise Formtoleranzen eingehalten werden. Nach der Bearbeitung können die Übergänge abhängig von der Formgenauigkeit des Ausgangsbauteils über den Umfang verteilt unterschiedlich, gegebenenfalls sogar teilweise als eine scharfe Kante vorliegen.
  • Rotorträger gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass an der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs an einem dem Geberrad abgewandten axialen Ende einen umlaufenden Öldamm aufweist, wobei der Öldamm in radialer Richtung nach innen vorsteht, um einen Sammelraum für Kühlöl zu bilden. Damit eine ausreichende Menge Öl zur Kühlung an der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs sichergestellt werden kann, ist vorzugsweise zumindest am offenen Ende des Rotorträgers ein Öldamm vorgesehen. Durch den Öldamm wird ein torusförmiger Sammelraum an der inneren Umfangsfläche gebildet, in dem sich insbesondere bei einem drehenden Rotorträger Öl zur Kühlung sammeln kann.
  • Ausführungsformen eines Rotorträgers sind dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Mitnahmenuten zur Mitnahme unterschiedlicher Blechpaketabschnitte über den Umfang verteilt vorgesehen sind, wobei ein Winkel zwischen den Mitnahmenuten um einen Verschränkungswinkel von einer gleichmäßigen Verteilung abweicht. Das Blechpaket eines Rotors wird zur Verbesserung der Eigenschaften häufig in mehrere Teilbereiche unterteilt und diese Blechpaketabschnitte in Umfangsrichtung versetzt, also um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdreht angeordnet. Ein derartiger Versatz kann beispielsweise durch unterschiedliche Rotorbleche für die einzelnen Blechpaketabschnitten erreicht werden, wodurch jedoch die Anzahl unterschiedlicher Bauteile und den Fertigungsaufwand erhöht. Alternativ oder gegebenenfalls auch kumulativ werden unterschiedliche Mitnahmenuten für die einzelnen Blechpaketabschnitte am Rotorträger vorgeschlagen, welche über den Umfang verteilt angeordnet und mit einem entsprechenden Versatz von einer gleichmäßigen Teilung abweichenden Abstand vorgesehen werden.
  • Rotorträger gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Bauteile ausgewählt aus Aufnahmebereich, Trägerbereich oder Geberrad einstückig ausgebildet sind. Um die Anzahl von Bauteilen zu verringern, können mehrere Teile des Rotorträgers, insbesondere Bauteile welche fest, vor allem stoffschlüssig, miteinander verbunden werden, auch einstückig ausgebildet werden. Beispielsweise könnten der Aufnahmebereich und der Trägerbereich als ein gemeinsames topfförmiges Teil gefertigt werden. Auch könnte das Geberrad integral mit dem Trägerbereich ausgebildet werden.
  • Ausführungsformen eines Rotorträgers sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite einer Kupplungsvorrichtung mit der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereich und/oder dem Trägerbereich drehfest verbunden ist. Zur Minimierung des benötigten Bauraums ist es vorteilhaft, wenn eine Kupplungseinrichtung zumindest teilweise innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet ist und mit diesem und/oder dem Trägerbereich verbunden ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Maschine mit einem Rotorträger gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
  • Elektrische Maschine gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass am Rotorträger ein Öldamm vorgesehen ist, dass ein mit einem Stator verbundenes Gehäuseteil sich in den vom Geberrad abgewandten axialen Endbereich erstreckt, und dass das Gehäuseteil eine Abtropfkante aufweist, um Kühlöl in den Sammelraum des Rotorträgers zu leiten. Um die Kühlung weiter zu Verbesserung und zusätzliches Kühlöl an den Rotorträger zu leiten, weißt eine Gehäuseteil vorteilhafterweise eine Abtropfkante auf, welche sich in den offenen axialen Bereich innerhalb des Aufnahmebereichs erstreckt und somit von der Abtropfkante als Ölleitelement abtropfendes Öl in dem durch den Öldamm an der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs gebildeten Sammelraum führt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen einer elektrischen Maschine sind dadurch gekennzeichnet, dass die Abtropfkante sich in Umfangsrichtung nur über einen Teilbereich erstreckt. In dem sich die Abtropfkante nur über einen unteren Teil des Umfangs erstreckt, kann der über das Gehäuseteil laufende Ölstrom auch von oben auf eine Welle beziehungsweise Nabe fließen, um deren Schmierung zu verbessern.
  • Ebenfalls ein Aspekt der Erfindung ist ein Antriebsstrang umfassend eine elektrische Maschine gemäß beschriebener Ausführungsformen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen. Hierdurch sind die beschriebenen Vorteile entsprechend erzielbar.
  • Die Merkmale der Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines schematisches Ausführungsbeispiel eines Rotorträgers.
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
    • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Rotors in geschnittener Darstellung.
    • 4 zeigt eine Variante des Rotorträgers in 3 in einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Öldamms.
    • 6 zeigt einen Ausschnitt eines Antriebsstrangs.
    • 7 zeigt ein schematisches Schnitt durch eine Kühlnut in axialer Richtung gesehen.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Rotorträgers in perspektivischer Darstellung. Neben dem Rotorträger ist ebenfalls noch ein Teil der Achse (A) bzw. Nabe dargestellt, mit welcher der Rotorträger über den in 1 nicht erkennbaren Trägerbereich (20) verbunden ist. Das Geberrad (30) ist an einem axialen Ende des Rotorträgers angeordnet.
  • Am Außenumfang des Aufnahmebereichs (10) ist eine Vielzahl an Kühlnuten (12) vorgesehen, welche in axialer Richtung verlaufen. Diese Kühlnuten (12) bilden mit dem auf den Aufnahmebereich (10) aufgebrachten Rotorblechpaket (R) einen Kühlkanal aus. Die Kühlnuten (12) werden über Ölbohrungen (13) von innen mit Öl versorgt, welches entlang der Kühlnuten (12) zu den axialen Enden des Aufnahmebereichs (10) fließt und an zumindest einem der Enden austritt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das axiale Ende, welches auf der dem Geberrad (30) abgewandt ist, offen.
  • Für eine möglichst gleichmäßige Kühlung über die axiale Länge sind die Ölbohrungen (13) in 1 mit einem leichten axialen Versatz mittig im Aufnahmebereich (10) angeordnet. Durch den axialen Versatz wird ein übermäßige Materialschwächung des Rotorträgers entlang einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebene vermieden. Aufgrund der relativ mittigen Anordnung wird in beide axiale Richtungen eine weitestgehend gleichmäßiger Kühleffekt erzeugt.
  • Die Ölbohrungen (13) weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel einen größeren Durchmesser auf als die lichte Weite der Kühlnuten (12) in Umfangsrichtung. Hierdurch wird der Zufluss von Kühlöl verbessert, da auch ein Eintritt des Kühlöls über die Seitenwände der Kühlnut (12) erfolgen kann.
    Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, wenn an der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs (10) ebenfalls Nuten in Umfangsrichtung abwechselnd mit den Kühlnuten (12) an der äußeren Umfangsfläche angeordnet sind. Die, bevorzugt mittig zu den Kühlnuten (12) angeordneten, Ölbohrungen (13) weisen hierbei mindestens einen Durchmesser auf, welcher größer oder zumindest gleich der lichten Weite der Kühlnut (12) in Umfangsrichtung plus der doppelten Wandstärke der Seitenflanken der Kühlnut (12) ist.
  • Um einen möglichst dichten Kühlkanal zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Kühlnuten (12) an der äußeren Umfangsfläche eine definierte, gerade Kante der Seitenwände aufweisen. Wird der Aufnahmebereich (10) durch eine Umformung, beispielsweise aus einem Blech, oder durch Urformen, wie Gießen, hergestellt, entstehen hier jedoch Einzugsschrägen beziehungsweise Radien, welche durch eine anschließende spanende Bearbeitung, vorzugsweise der kompletten äußeren Umfangsfläche, entfernt werden. Hierdurch wird auch die Passgenauigkeit des Außenumfangs des Aufnahmebereichs (10) verbessert.
  • Der Außenumfang des Aufnahmebereichs (10) weist hierbei mindestens eine Mitnahmenute (11) auf, um entsprechende Mitnahmevorsprünge am Rotorblechpaket (R), welches auf den Aufnahmebereich (10) drehfest aufgenommen wird, aufzunehmen. Abhängig vom aufzubringenden Rotorblechpaket (R), beispielsweise aufgrund von Symmetrien beziehungsweise gleichmäßigeren Kraftverteilung, über den Umfang versetzt angeordneter Abschnitte des Rotorblechpakets (R) und/oder unterschiedlicher Blechschnitte im Rotorblechpaket (R) können mehrere über den Umfang verteilte Mitnahmenuten (11) vorgesehen sein.
  • Alternativ oder kumulativ können auch Kühlnuten (12) als Mitnahmenuten (11) beziehungsweise Mitnahmenuten (11) als Kühlnuten (12) verwendet werden. In diesen Fällen weisen diese einen gleichen Querschnitt auf. Vorteilhafterweise sind Mitnahmevorsprünge am Rotorblechpaket (R), beispielsweise über radiale Aussparungen am Innenumfang, derart geformt, dass sie mit der Mitnahmenut (11) beziehungsweise Kühlnut (12) einen Kühlkanal ausbilden können.
  • Es ist ebenfalls möglich, dass die Kühlnuten (12) gegenüber den Mitnahmenuten (11) einen, insbesondere in Umfangsrichtung, größeren Querschnitt aufweisen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eventuell aus Gründen der Symmetrie oder dergleichen in den Kühlnuten (12) angeordnete Mitnahmevorsprünge eines Rotorblechpakets (R) keine Verspannung im Rotorblechpaket (R) erzeugt wird und eine möglichst große Querschnittsfläche für den Kühlkanal verfügbar ist.
  • In 1 weist das Geberrad (30) Öffnungen (32) auf, welche mit den Ölnuten (12) fluchtend angeordnet sind und somit ebenfalls einen Austritt des über die Ölbohrungen (13) zugeführten Kühlöls ermöglichen.
  • Das Geberrad (30) umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel Markierungen (31), um in Kombination mit einem nicht mit dem Rotorträger mitdrehenden Sensor zusammen zu wirken, zur Erfassung des Drehwinkels des Rotors. Hier sind die Markierungen durch wechselweise vorgesehene Vorsprünge und Aussparungen in radialer Richtung dargestellt. Die Markierungen können auch abhängig vom Sensor auch anders ausgebildet sein, beispielsweise mit anderer geometrischer Ausgestaltung, in axialer Richtung und/oder stofflicher Änderung, wie eingebrachte oder aufgebrachten Materialien, zum Beispiel einer partiellen Beschichtung oder Einsätze. Ebenfalls müssen die Markierungen (31) nicht radial innerhalb des Aufnahmebereichs (10) des Rotorträgers angeordnet sein, sondern können abhängig vom Bauraum und der Positionierung des Sensors auch im Bereich des Aufnahmebereichs (10) oder radial außerhalb angeordnet werden.
  • Das Geberrad (30) stellt auch durch einen radial nach außen überstehenden Bereich eine axiale Begrenzung (L) des Aufnahmebereichs (10) dar, an der das aufzubringenden Rotorblechpaket (R) anliegt. Um eine Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften des Rotors zu vermeiden, ist das Geberrad (30) erfindungsgemäß aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet.
  • Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend dem in 1, weshalb auf die obige Beschreibung verwiesen wird.
  • Im Unterschied zu 1 sind in 2 die Ölbohrungen (13) nicht mittig sondern über dem Umfang abwechselnd in gegenüberliegenden axialen Endbereichen der Kühlnuten (12) vorgesehen. Die Kühlnuten (12) weisen zusätzlich zwischen den Ölbohrungen (13) und dem nächstliegenden axialen Ende des Aufnahmebereichs (10) einen Verschlussabschnitt (14) auf. Durch den Verschlussabschnitt (14) wird der Querschnitt der Kühlnut (12) geschlossen, wodurch ein Kühlölstrom in diese Richtung zumindest weitestgehend verhindert wird. Somit weist jede Kühlnut (12) nur eine axiale Fließrichtung auf und durch die abwechselnde Anordnung der Fließrichtungen wird ein über die axiale Länge gleichmäßigere Kühlleistung erreicht.
  • 3 zeigt eine Hälfte eines Ausführungsbeispiels eines Rotorträgers mit aufgebrachtem Rotorblechpaket (R) in einer geschnittenen Darstellung.
  • Der Aufnahmebereich (10) und der Trägerbereich (20) sind in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet. Der Trägerbereich (20) ist drehfest mit einer Achse (A) verbunden. Das Geberrad (30) ist über eine Schweißnaht (W) mit dem Aufnahmebereich (10) beziehungsweise dem Trägerbereich (20) verbunden.
  • Innerhalb des Aufnahmebereichs (10) ist Kupplungsträger (C) vorgesehen, welcher in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls drehfest mit der Achse (A) verbunden ist. Alternativ oder kumulativ kann ein gegebenenfalls vorgesehener Kupplungsträger (C) auch direkt mit dem Aufnahmebereich (10) und/oder dem Trägerbereich (20) verbunden sein. Der Kupplungsträger (C) stellt in diesem Ausführungsbeispiel exemplarisch einen Außenlamellenträger einer Lamellenkupplung dar.
  • Auf dem Aufnahmebereich (10) ist ein Rotorblechpaket (R) angeordnet, welches mit einem axialen Ende an der axialen Begrenzung (L) des Geberrads (30) anliegt. Am gegenüberliegenden axialen Ende ist das Rotorblechpaket (R) in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft mit einem Pressring (P) fixiert, um das Rotorblechpaket (R) in axialer Richtung fest zu positionieren.
  • Zusätzlich ist in 3 noch eine Wuchtmasse (B) gezeigt, um eine möglichst gleichförmige Drehbewegung ohne störende Unwuchten zu ermöglichen. Die Wuchtmasse (B) ist in diesem Ausführungsbeispiel an der axialen Begrenzung (L) des Geberrads (30) vorgesehen. Optional kann die Wuchtmasse (B) auch einer anderen Stelle des Rotors vorgesehen werden.
  • 4 ist weitestgehend analog zu 3, weshalb auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen wird.
  • Abgesehen davon, dass in 4 im Gegensatz zu 3 kein aufgebrachtes Rotorblechpaket (R) oder eine Wuchtmasse (B) dargestellt sind, besteht der Unterschied darin, dass das Geberrad (30) mittels eines Niet (N) mit dem Trägerbereich (20) verbunden ist. Anstelle der stoffschlüssigen Verbindung in 3 kann eine mechanische, formschlüssige Verbindung gemäß 4 vorteilhaft sein, insbesondere wenn unterschiedliche Materialien zu verbinden sind.
  • 5 zeigt eine Detailansicht eines offenen axialen Endes des Aufnahmebereich (10), wie beispielsweise in 4 markiert. Am Aufnahmebereich (10) ist ein nach innen radial vorstehender Öldamm (16) vorgesehen. Durch den Öldamm (16) wird verhindert, dass sich innerhalb des Aufnahmebereichs (10) ein Sammelraum für Kühlöl bildet, um die Ölbohrungen (13) mit Kühlöl zu versorgen. Aufgrund der bei einem drehenden Rotorträger auftretenden Fliehkräften formt sich im Betrieb somit ein torusförmiger Sammelraum aus.
  • In 6 ist ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs dargestellt. Am Aufnahmebereich (10) ist der angeformte Öldamm (16) zu erkennen. Auch ist das mit einem gehäusefesten Stator (S) zusammenwirkende Rotorblechpaket (R) gezeigt, welches mit einem Pressring (P) am Aufnahmebereich (10) fixiert ist.
  • 6 zeigt weiter einen Teil des Gehäuses (H), welches zumindest die elektrische Maschine und damit auch den Rotorträger aufnimmt. Das Gehäuse (H) weist einen axial in den Innenraum des Aufnahmebereich (10) reichenden Abschnitt auf. Zumindest am unteren Ende von diesem Abschnitt ist eine Abtropfkante (E) vorgesehen. Durch die Abtropfkante (E)wird sichergestellt, dass über die Innenwand des Gehäuses (H) laufendes Öl in den durch den Öldamm (16) am Aufnahmebereiche (10) gebildeten Sammelraum tropft, wodurch die Menge an Kühlöl erhöht werden kann.
  • Die Abtropfkante (E) ist hierbei zumindest im unteren Bereich, vorzugsweise etwa entlang der unteren Hälfte des axial in den Aufnahmebereich vorstehenden Abschnitt vorgesehen. Es ist auch möglich die Abtropfkante (E) kürzer auszugestalten, da im unteren Bereich der größte Effekt erzielt wird. Alternativ kann die Abtropfkante (E) auch länger, zum Beispiel entlang des gesamten Umfangs vorgesehen werden, was die Fertigung vereinfacht und gegebenenfalls die Nutzung als Ölleitelement zur gezielten Führung des an der Innenwand des Gehäuses (H) ablaufenden Öls zu nutzen.
  • 7 zeigt einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Kühlnut (12). Bei der Kühlnut (12) sind an den radial äußeren Enden, welche den Übergang zu der äußeren Umfangsfläche oder Mantelfläche bilden, jeweils ohne scharfe Kante gezeigt. Am linken Übergang ist beispielhaft eine Einlaufschräge (15), bei der über eine Zwischenfläche, in Art einer Phase, mit jeweils stumpfen Winkeln der Übergang erfolgt, gezeigt. Am rechten Übergang ist beispielhaft ein Einlaufradius (15'), bei dem der Übergang über eine Kurvenfläche, insbesondere Zylindersegment, erfolgt, gezeigt.
  • Weiter ist in 7 mit einer gestrichelten Line ein beispielhafter Verlauf der Umfangsfläche nach einer mechanischen, insbesondere spanenden, Nachbearbeitung zur Einhaltung der Form- und Lagetoleranzen gezeigt. Durch die Einlaufschräge (15 beziehungsweise den Einlaufradius (15') wird effektiv vermieden, dass sich in die Kühlnut (12) ragende Grate bilden, welche sich negativ auf die Montage und ggf. die Kühlleistung auswirken können. Weiter wird dadurch vermieden, dass ein gegebenenfalls verwendetes spanendes Werkzeug auf eine weitgehend senkrechte Wand der Kühlnut (12) trifft, wodurch die Belastung des Werkzeugs und somit dessen Standzeit verbessert werden kann.
  • Neben Varianten mit unterschiedlichen Einlaufschrägen (15) oder Einlaufradien (15') für die beiden Übergänge der Kühlnut (12), beispielsweise wie in 7, können die Übergänge selbstverständlich auch mit gleichen Einlaufschrägen (15) oder Einlaufradien (15') versehen sein, was gegebenenfalls die Herstellung erleichtert.
  • Die Erfindung ist weiter auch nicht auf die beschriebenen Ausführungen eingeschränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen und miteinander kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Aufnahmebereich
    11
    Mitnahmenut
    12
    Kühlnuten
    13
    Ölbohrungen
    14
    Verschlussabschnitt
    15
    Einlaufschräge
    15'
    Einlaufradius
    16
    Öldamm
    20
    Trägerbereich
    30
    Geberrad
    31
    Markierung (Rotorlagesensor)
    32
    Öffnungen
    A
    Achse/Nabe
    C
    Kupplungsträger
    L
    axiale Begrenzung
    R
    Rotorblechpaket
    P
    Pressring
    B
    Wuchtmasse
    H
    Gehäuseteil
    E
    Abtropfkante
    W
    Schweißnaht
    N
    Niet
    S
    Stator
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014216367 A1 [0002]
    • KR 20140067345 A [0002]

Claims (15)

  1. Rotorträger für eine elektrische Maschine umfassend einen hülsenförmigen Aufnahmebereich (10) und zumindest einen flanschartigen Trägerbereich (20), welcher mit einer Nabe oder Welle (A) verbunden ist, wobei der Aufnahmebereich (10) auf seiner äußeren Umfangsfläche zumindest eine in axialer Richtung verlaufende Mitnahmenut (11) aufweist, und wobei im Aufnahmebereich (10) mehrere über den Umfang verteilte, radiale Ölbohrungen (13) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Ende des Rotorträgers ein Geberrad (30) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff vorgesehen ist, und dass das Geberrad (30) in radialer Richtung über den Aufnahmebereich (10) vorsteht, um als axiale Begrenzung (L) für ein Rotorblechpaket (R) zu dienen.
  2. Rotorträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (30) Markierungen (31) für einen Rotationslagesensor aufweist.
  3. Rotorträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (30) stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Aufnahmebereich (10) und/oder dem Trägerbereich (20) verbunden ist.
  4. Rotorträger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt mehrere axiale Kühlnuten (12) an der äußeren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs (10) vorgesehen sind, und dass die Ölbohrungen (13) einen Durchmesser aufweisen, welcher größer als die lichte Weite der Kühlnuten (12) ist.
  5. Rotorträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teil der Kühlnuten (12) bis an das Geberrad (30) erstrecken, und dass das Geberrad (30) mit den Kühlnuten (12) fluchtende Öffnungen (32) aufweist.
  6. Rotorträger nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut (12) einen Verschlussabschnitt (14) aufweist, wodurch die Kühlnut (12) sich nicht über die gesamte axiale Länge erstreckt, und dass der Verschlussabschnitt (14) in einem Bereich zwischen der Ölbohrung (13) und dem nächstliegenden axialen Ende des Rotorträgers angeordnet ist.
  7. Rotorträger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnuten (12) an ihrem radial äußeren, axial verlaufenden Ende mit Einlaufschrägen (15) oder Einlaufradien (15') versehen sind.
  8. Rotorträger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereichs (10) an einem dem Geberrad (30) abgewandten axialen Ende einen umlaufenden Öldamm (16) aufweist, wobei der Öldamm (16) in radialer Richtung nach innen vorsteht, um einen Sammelraum für Kühlöl zu bilden.
  9. Rotorträger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Mitnahmenuten (11) zur Mitnahme unterschiedlicher Blechpaketabschnitte über den Umfang verteilt vorgesehen sind, wobei ein Winkel zwischen den Mitnahmenuten (11) um einen Verschränkungswinkel von einer gleichmäßigen Verteilung abweicht.
  10. Rotorträger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Bauteile ausgewählt aus Aufnahmebereich (10), Trägerbereich (20) oder Geberrad (30) einstückig ausgebildet sind.
  11. Rotorträger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite einer Kupplungsvorrichtung (C) mit der inneren Umfangsfläche des Aufnahmebereich (10) und/oder dem Trägerbereich (20) drehfest verbunden ist.
  12. Elektrische Maschine mit einem Rotorträger nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  13. Elektrische Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotorträger ein Öldamm (16) vorgesehen ist, dass ein mit einem Stator (S) verbundenes Gehäuseteil (H) sich in den vom Geberrad (30) abgewandten axialen Endbereich erstreckt, und dass das Gehäuseteil (H) eine Abtropfkante (E) aufweist, um Kühlöl in den Sammelraum des Rotorträgers zu leiten.
  14. Elektrische Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtropfkante (E) sich in Umfangsrichtung nur über einen Teilbereich erstreckt.
  15. Antriebsstrang umfassend eine elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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