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Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, umfassend einen Stator und einen in diesem angeordneten Rotor, der an einem innenliegenden Rotorträger angeordnet ist, wobei am Rotorträger an zumindest einer Seite axial vor dem Rotor eine oder mehrere radiale Durchbrechungen vorgesehen sind, über die ein im Inneren des Rotorträgers anstehendes Kühlfluid zum außenliegenden Stator führbar ist, sowie eine Einrichtung zur Ermittlung der Rotordrehlage umfassend einen positionsfest zum Rotor angeordneten Sensor sowie ein am Rotorträger angeordnetes, mit dem Sensor interagierendes ringscheibenförmiges Rotorlageelement.
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Eine elektrische Maschine weist in bekannter Weise einen Stator und einen Rotor auf, der relativ zum Stator gedreht werden kann. Bei der vorliegend betrachteten Bauform der elektrischen Maschine ist der Rotor im Stator innenliegend angeordnet. Der Rotor selbst ist am Außenumfang eines innenliegenden Rotorträgers angeordnet, wobei der Rotorträger beispielsweise mit einem geeigneten Abtriebselement gekoppelt ist. Der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Funktionsweise einer solchen elektrischen Maschine ist bekannt.
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Um für Steuerungszwecke die Rotationsstellung des Rotors zu erfassen, ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mit der die genaue Winkellage des Rotors bestimmt werden kann. Diese Sensoreinrichtung umfasst einen positionsfest angeordneten Sensor, der beispielsweise am Gehäuse der elektrischen Maschine, axial benachbart zum Rotor oder Rotorträger, angeordnet ist. Ferner ist ein Rotorlageelement vorgesehen, das üblicherweise ringscheibenförmig ist und das am Rotorträger befestigt ist. Dieses Rotorlageelement weist mehrere sich radial nach außen erstreckende Finger auf, über die entsprechende dazwischenliegende Freiräume gebildet sind. Dieses Rotorlageelement interagiert mit dem Sensor über die Finger-Zwischenraum-Struktur, sodass über den Sensor induktiv die entsprechende Winkellage des Rotors erfasst werden kann. Auch die Funktion einer solchen Sensoreinrichtung, die oft auch als Rotorlagesensor oder Resolver bezeichnet wird, ist bekannt.
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Zumeist weist die elektrische Maschine auch eine Kühleinrichtung auf, über die es möglich ist, relevante, sich im Betrieb erwärmende Komponenten zu kühlen. Hierzu wird im Inneren des Rotorträgers ein Kühlfluid zugeführt, über das im Inneren des Rotorträgers verbaute weitere Komponenten wie beispielweise eine Kupplungseinrichtung oder ähnliches gekühlt werden können. Um auch den außenliegenden Stator kühlen zu können, ist der Rotorträger mit einer oder mehreren Durchbrechungen versehen, die axial gesehen einseits oder beidseits vor dem Rotor liegen und über die das im Inneren des Rotorträgers anstehende Kühlfluid radial nach außen treten kann. Durch diese Durchbrechungen kann das Kühlfluid in den Bereich des Stators gelangen bzw. wird aufgrund der Drehbewegung des Rotors radial nach außen gespritzt. Da der Stator den Rotor, wenn überhaupt, nur unwesentlich axial übergreift, gelangt jedoch kaum Kühlfluid direkt zum Stator respektive zu den Wickelköpfen des Stators, also die Bereiche, die sich erwärmen und die zu kühlen sind. Der meiste Teil des ungerichtet radial nach außen gespritzten Kühlfluids benetzt den Stator nicht bzw. insbesondere nicht im Bereich der axialen Stirnfläche der Wickelköpfe.
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Als weiterer Stand der Technik wird auf die
JP 2009- 284 604 A , die
DE 11 2018 003 847 T5 und die
JP 2011- 125 167 A verwiesen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine dem gegenüber verbesserte elektrische Maschine anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Rotorlageelement radial vom Rotor absteht und eine Fluidleitgeometrie aufweist, über die das aus der oder den benachbarten Durchbrechungen strömende Fluid zum Stator geleitet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ist eine Einrichtung zur gezielten Führung respektive Leitung des radial vom Rotorträger austretenden Kühlfluids zum Stator hin vorgesehen. Über diese Leiteinrichtung wird es ermöglicht, das Kühlfluid, zumindest zu einem beachtlichen Teil, gezielt zum Stator zu führen, sodass es diesen insbesondere in den relevanten, zu kühlenden Bereichen, vornehmlich der Wickelköpfe, benetzen und kühlen kann. Zur Realisierung dieser Kühlfluidleitung wird erfindungsgemäß das ohnehin vorhandene Rotorlageelement genutzt, das in erfindungsgemäßer Weise weitergebildet wird. Es wird einerseits derart breit ausgeführt, dass es sich hinreichend weit radial vom Rotorträger erstreckt, also hinreichend weit radial davon absteht. Darüber hinaus wird am Rotorlageelement respektive an dem vom Rotorträger abstehenden Ringabschnitt des Rotorlageelements eine entsprechende Fluidleitgeometrie ausgebildet, also eine spezifische Leitgeometrie, über die das daran anströmende respektive angespritzte Kühlfluid gezielt in seiner Richtung beeinflusst respektive geführt wird, sodass es gezielt gegen den Stator respektive in den Bereich der Wickelköpfe gespritzt wird.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung kann demzufolge eine verbesserte, weil gerichtete Kühlmittelzufuhr zum Stator und damit auch eine verbesserte Statorkühlung erreicht werden. Gleichzeitig sind hierfür keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, da erfindungsgemäß das Rotorlageelement entsprechend ausgerüstet respektive ausgeführt wird, um über dieses eine entsprechende Fluidleitgeometrie zur Verfügung zu stellen. Dabei sieht eine zweckmäßige Weiterbildung vor, dass sich das Rotorlageelement radial gesehen über den Innenumfang des Stators erstreckt und diesen axial übergreift. Das heißt, dass das Rotorlageelement axial gesehen mit der Stirnfläche oder Stirnseite des Stators überlappt und in eine definierte, benachbarte Lagebeziehung zum Stator respektive der Statorstirnfläche gebracht wird. An dieser Stirnfläche befinden sich die Wickelköpfe des Stators, die wie beschrieben besonders zu kühlen sind, sodass eine gezielte Kühlfluidführung bis unmittelbar in den eigentlichen Kühlbereich möglich ist.
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Die Fluidleitgeometrie weist in Weiterbildung der Erfindung bevorzugt einen umlaufenden, zum Stator hin gewinkelten Leitabschnitt auf. Dieser ringförmig umlaufende Leitabschnitt ist definiert zum Stator hin gewinkelt, sodass an ihn anströmendes oder angespritztes Kühlfluid gezielt in Richtung des Stators geleitet werden kann. Dabei kann der gewinkelte Leitabschnitt eine kegelstumpfartige Geometrie aufweisen, er kann aber auch leicht gewölbt sein. Der Leitabschnitt ist dabei so dimensioniert, dass er bis in unmittelbare Nähe zum zu kühlenden Bereich, dem also das Kühlfluid zuzuführen ist, geführt ist, sodass nur ein geringer Abstand zwischen dem Leitabschnitt und dem Stator gegeben ist.
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Bevorzugt ist der gewinkelte Leitabschnitt am radialen Außenumfang des Rotorlageelements ausgebildet, der wie beschrieben axial benachbart respektive übergreifend zur Statorstirnseite liegt.
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Da wie beschrieben die Fluidleitgeometrie einen solchen ringförmig umlaufenden Leitabschnitt aufweist, ist demzufolge das Rotorlageelement folglich nicht mehr geschlitzt respektive mit separaten Fingern oder einer Fingerstruktur ausgeführt, sondern ist randseitig geschlossen. Die für die Interaktion mit dem Sensor erforderlichen Freiräume sind in diesem Fall als entsprechende Öffnungen oder Ausnehmungen ausgebildet, das heißt, dass am Rotorlageelement letztlich eine Art Fenster- und Stegstruktur ausgebildet ist, die jedoch in gleicher Weise wie die vorstehend beschriebe und im Stand der Technik vorgesehene Fingerstruktur fungiert.
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Hinsichtlich des Stators sind verschiedene Bauformen bekannt, die sich unterschiedlich auf die Geometrie des Rotorlageelements auswirken. Der Stator kann derart konfiguriert sein, dass sich die Wickelköpfe axial gesehen nicht über das Statorblechpaket erstrecken. Eine andere Bauform sieht vor, dass sich die Wickelköpfe axial über die seitens der Statorbleche gebildeten Statorstirnflächen erstrecken, mithin also eine quasi gestufte Statorgeometrie gegeben ist. Je nachdem sollte die Kühlfluidzufuhr entsprechend so gestaltet werden, dass möglichst viel Kühlfluid insbesondere an die Wickelköpfe gelangt, wobei bei einer Statorausführung, bei der sich die Wickelköpfe axial nicht über die Statorverblechung erstrecken, eine Kühlmittelzufuhr mit einer entsprechenden axialen Strömungskomponente erforderlich ist, während bei einem Stator mit sich axial über die Statorverblechung erstreckenden Wickelköpfen eine über den Leitabschnitt konzentrierte, radiale Zufuhr möglich ist.
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Insbesondere für die Kühlmittelzufuhr zu einem Stator, bei dem sich die Wickelköpfe axial nicht über die Statorverblechung erstrecken, kann vorgesehen sein, dass das Rotorlageelement einen Ringscheibenabschnitt aufweist, an dem mehrere Öffnungen in Umfangsrichtung verteilt vorgesehen sind und an den sich radial außen der gewinkelte Leitabschnitt anschließt, wobei das Rotorlageelement mit dem Ringscheibenabschnitt am Rotorträger anliegt. Das Rotorlageelement ist im Querschnitt gesehen primär ringscheibenförmig, lediglich am Außenumfang ist der gewinkelte Leitabschnitt vorgesehen. Mit dem Bereich des Innenumfangs des Ringscheibenabschnitts ist das Rotorlageelement axial am Rotorträger anliegend befestigt und erstreckt sich radial nach außen. In diesem radial quasi freiliegenden Bereich sind die bereits beschriebenen Öffnungen zur Bildung der Fensterstruktur vorgesehen. Radial außenliegend folgt schließlich der umlaufende gewinkelte Leitabschnitt, der sich axial gesehen bis vor die Stirnseite der Wickelköpfe erstreckt. Das aus der oder den Durchbrechungen des Rotorträgers austretende Kühlfluid wird radial nach außen abgeschleudert und prallt auf den gewinkelten Leitabschnitt, wo die Kühlfluidtröpfchen gegebenenfalls noch weiter zerplatzen, sich also ein hohes Tröpfchenvolumen bildet, das eine entsprechende großflächige Benetzung und damit Kühlung des Stators respektive der Wickelköpfe ermöglicht. Der Ringscheibenabschnitt selbst nimmt nicht respektive nicht in nennenswertem Maße an der Kühlfluidleitung zum Leitabschnittteil.
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Eine Ausgestaltung des Rotorlageelements, die sich besonders für eine Statorbauweise mit sich axial über die Statorverblechung erstreckenden Wickelköpfen eignet, sieht vor, dass das Rotorlageelement einen radial innenliegenden Ringscheibenabschnitt aufweist, an den sich ein eine Ringnut ausbildender und eine oder mehrere Öffnungen aufweisender Abschnitt anschließt, der mit einem zylindrischen Ringflansch den Rotorträger radial übergreift, wobei sich an den Ringflansch die Fluidleitgeometrie mit einem sich radial erstreckenden scheibenförmigen Leitabschnitt und dem sich daran anschließenden gewinkelten Leitabschnitt anschließt. Bei dieser Ausgestaltung ist das Rotorlageelement mehrfach gewinkelt ausgeführt. Ein innenliegender Ringscheibenabschnitt dient der axialen Anlage am Rotorträger, in diesem Bereich kann die eigentliche Befestigung erfolgen. Hieran schließt sich ein ringnutförmiger Abschnitt an, in dem die Fensterstruktur, über die die Interaktion mit dem Sensor erfolgt, ausgebildet sind. Die Ringnutausführung ist erforderlich, um die definierte Fensterstruktur auszubilden und eine eindeutige Unterscheidbarkeit zwischen Öffnung und Steg zu realisieren, die induktiv erfasst werden kann. Ferner sitzt das Rotorlageelement mit einem zylindrischen Ringflansch, der die Ringnut radial außen begrenzt, radial auf dem Rotorträger auf, kann hierüber also zentriert werden, wobei über diesen Ringflansch auch erreicht wird, dass die sich anschließende, hier größerflächige Leitstruktur einerseits sehr nahe an den Bereich der rotorträgerseitigen Durchbrechungen geführt wird, und andererseits auch entsprechend nahe an den Stator. Bei dieser Ausgestaltung weist die Fluidleitgeometrie einerseits einen sich an den zylindrischen Ringflansch anschließenden scheibenförmigen Leitabschnitt auf, und andererseits den daran radial außenliegend anschließenden gewinkelten Leitabschnitt. Da wie beschrieben die Leitstruktur axial gesehen eng benachbart zu der oder den Durchbrechungen im Rotorträger angeordnet ist, und darüber hinaus nicht mit den der Sensorerfassung dienenden Öffnungen respektive Fenstern versehen ist, kann dieser ringscheibenförmige Leitabschnitt in die Fluidleitung integriert werden, das heißt, dass das austretende Kühlfluid über diesen Scheibenabschnitt geleitet wird und zum gewinkelten Leitabschnitt strömt, von wo aus es dann zum Stator respektive den Wickelköpfen austritt. Dabei endet der gewinkelte Leitabschnitt radial gesehen innerhalb der sich axial über die Statorverblechung erstreckenden Wickelkopfgeometrie, sodass einerseits das Kühlfluid über den Leitabschnitt konzentriert in diesen Bereich geführt wird und andererseits radial zuströmt und sich dann in den Wickelköpfen zur Kühlung verteilen kann.
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Das Rotorlageelement selbst ist bevorzugt aus einem Metallblech gebildet, es kann auf einfache Weise durch einen entsprechenden Umformvorgang, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Stanzvorgang, aus einem Metallblechzuschnitt hergestellt werden. Alternativ ist aber auch eine Ausführung des Rotorlageelements aus Kunststoff oder einem Kompositmaterial denkbar. Hierbei muss das Rotorlageelement auf das Wirkprinzip des Sensors angepasst werden, wozu z.B. metallische Elemente in das Rotorlageelement bzw. das Kunststoff- oder Kompositmaterial integriert werden, um die Sichtbarkeit für den Sensor zu gewährleisten.
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Die Befestigung des Rotorlageelements am Rotorträger kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Sie kann kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig sein, je nach der jeweils gegebenen Anschluss- oder Verbindungsgeometrie am Rotorträger.
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Wie beschrieben ist es denkbar, dass im Inneren des Rotorträgers zusätzliche Bauteile integriert sind, was im Hinblick auf eine möglichst kompakte Auslegung zweckmäßig ist. Bei einem solchen Bauteil oder einer solchen Baugruppe kann es sich beispielsweise um eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Mehrfachkupplung, handeln, der über eine Kühlfluidzuführeinrichtung das Kühlfluid zuführbar ist. Das Kühlfluid dient demzufolge zunächst der Kühlung der Kupplungseinrichtung oder der sonstigen im Rotorträger vorgesehenen Bauteile und verlässt sodann das Innere des Rotorträgers, nachdem es die Kupplungseinrichtung durchströmt hat, um sodann zur Kühlung dem Stator zugeführt zu werden.
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Neben der elektrischen Maschine selbst betrifft die Erfindung ferner eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine elektrische Maschine der vorstehend beschriebenen Art. Derartige elektrische Antriebsachsen, häufig auch E-Achsen genannt, werden in modernen Kraftfahrzeugen zunehmend verbaut und können mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine versehen sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Maschine in einer Teilansicht einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine Aufsicht auf das Rotorlageelement aus 1 in einer Teilansicht,
- 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III - III aus 2,
- 4 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Maschine in einer Teilansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 5 eine Aufsicht auf das Rotorlageelement aus 4 in einer Teilansicht und
- 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI - VI aus 5.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 einer ersten Ausführungsform, umfassend ein Gehäuse 2, in dem ein Stator 3 sowie ein an einem Rotorträger 4 außenliegend angeordneter Rotor 5 aufgenommen ist. Der in Querschnitt L-förmig ausgeführte Rotorträger 4 weist hierzu einen zylindrischen Trägerabschnitt 6 auf, an dem radial außenliegend der Rotor 5 angeordnet ist. An diesem zylindrischen Trägerabschnitt 6 schließt sich ein ringscheibenförmiger radialer Trägerabschnitt 7 an, der mit einem Nabenbauteil 8 verbunden ist, das wiederum über ein Wälzlager 9 am Gehäuse 2 drehgelagert ist, worüber die Rotorlagerung erfolgt. Das Nabenbauteil 8 ist mit einer nicht näher gezeigten Abtriebswelle verbunden, um das Rotordrehmoment weiterzuleiten.
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Im Inneren des Rotorträgers 4 ist eine Kupplungseinrichtung 10, bevorzugt eine Mehrfachkupplung oder eine Dreifachkupplung, angeordnet, die über eine nicht näher gezeigte Kühlmittelzuführeinrichtung mit einem Kühlmittel versorgt wird, was über die Pfeile P1 dargestellt ist. Das Kühlmittel durchströmt die Kupplungseinrichtung 10 und kühlt diese und steht schließlich innenseitig am Trägerabschnitt 6 an. Um das Kühlmittel auch zur Kühlung der relevanten Komponenten des Stators 3 verwenden zu können, sind am Rotorträger 4 respektive dem Trägerabschnitt 6 an beiden Seiten des Rotors 5, axial vor dem Rotor 5, jeweils bevorzugt mehrere Durchbrechungen 11, 12 vorgesehen, die den Trägerabschnitt 6 radial öffnen, sodass das Kühlfluid, wie durch die Pfeile P2 gezeigt, radial austreten kann und sodann, wie durch die Pfeile P3 gezeigt, zum Stator 3 strömen kann.
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Vorgesehen ist des Weiteren eine Sensoreinrichtung 13, die als Rotorlagesensor respektive Resolver dazu dient, die Drehstellung, also die Winkelposition des Rotors 5 zu erfassen. Hierzu weist die Sensoreinrichtung 13 einen Sensor 14, der am Gehäuse 2 positionsfest angeordnet ist, auf, sowie ein Rotorlageelement 15, das am Rotorträger 4 angeordnet ist und zwangsläufig mit diesen rotiert. Durch die Interaktion des Sensors 14 und des Rotorlageelements 15 kann eine hochaufgelöste Positionserfassung erfolgen. Hierzu sind am Rotorlageelement 15, siehe hierzu beispielsweise 2, um den Umfang äquidistant verteilt mehrere Öffnungen 16 in Form von Fenstern vorgesehen, die über entsprechende Stege 17 voneinander getrennt sind. Durch diese Struktur kann eine entsprechende induktive Positionserfassung seitens des Sensors 14 erfolgen.
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Um den Stator 3 verbessert mit Kühlfluid versorgen zu können, ist das Rotorlageelement 15 mit einer Kühlfluidleitgeometrie 18 ausgerüstet, die hier in Form eines am Außenumfang des Rotorlageelements 15 gewinkelt ausgebildeten Leitabschnitts 19 realisiert ist. Der gewinkelte Leitabschnitt 19 erstreckt sich in der Montagestellung zum Stator 3 hin und endet axial vor dem Stator 3, das heißt, dass das Rotorlageelement 15 sich radial vom Rotorträger 4 erstreckt und axial vor den Stator 3 läuft. Der gewinkelte Leitabschnitt 19 schließt an einen Ringscheibenabschnitt 20 des Rotorlageelements 15 an, der im Bereich seines Innenumfangs axial am Rotorträger 4 respektive dem Trägerabschnitt 7 anliegt, in welchen Bereich er mit dem Rotorträger 4 auch kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden ist, also z.B. verschraubt oder verschweißt ist.
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Wie 1 zeigt, ist es durch die Ausbildung des Rotorlageelements 15 mit der Fluidleitgeometrie 18 möglich, das ansonsten ungerichtet und im wesentlichen nur radial aus den Durchbrechungen 12 ausströmende Kühlfluid definiert und gezielt zum Stator 3 respektive dessen Stirnseite, wo die Wickelköpfe enden, zu führen. Der gewinkelte Leitabschnitt 19 dient quasi als Prallabschnitt, an den die Fluidtropfen geschleudert werden, wo sie gegebenenfalls noch weiter zerplatzen, sodass sich die Tropfengröße durch das Aufprallen minimiert, von wo aus dann die feinen Tröpfchen zum Stator respektive in den Bereich der besonders zu kühlenden Wickelköpfe geführt werden. Das heißt, dass dem Rotorlageelement 15 eine Doppelfunktion zukommt, nämlich zum einen die als Teil der Sensoreinrichtung 13, zum anderen die eines Kühlfluidleitelements.
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Wenngleich vorstehend die Sensoreinrichtung 13 an der Gehäuseseite vorgesehen ist, ist es gleichermaßen denkbar, die Sensoreinrichtung 13 auch an der anderen Seite, also getriebeseitig, anzuordnen. Der Aufbau oder die Funktion wäre die gleiche.
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Die 2 und 3 zeigen vergrößerte Teilansichten des Rotorlageelements 15. Dieses weist wie beschrieben den Ringscheibenabschnitt 20 auf, in dem die Öffnungen 16, also die Fenster, ausgebildet sind. An diesen schließt sich der gewinkelte Leitabschnitt 19 an, wie in der vergrößerten Teilansicht 3 auch gut zu sehen ist.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer elektrischen Maschine 1 ist in den 4 - 6 gezeigt. Die 4 zeigt hierbei wiederum eine Teilansicht einer elektrischen Maschine, wobei der Einfachheit halber das Gehäuse 2 hier nicht gezeigt ist, ansonsten aber natürlich vorhanden ist. Der grundsätzliche Aufbau entspricht der Ausgestaltung gemäß 1. Das heißt, dass auch hier ein Stator 3 sowie ein Rotor 5, der an einem Rotorträger 4 außenseitig befestigt ist, vorgesehen ist. Der Rotorträger 4 ist auch hier wiederum in Querschnitt L-förmig ausgeführt, mit einem zylindrischen Trägerabschnitt 6 und einem scheibenförmigen, radialen Trägerabschnitt 7, der mit dem Nabenbauteil 8 verbunden ist. Wiederum ist auch hier im Inneren des Rotorträgers 4 eine hier nicht näher gezeigte Kupplungseinrichtung 10 mit zugeordneter Kühlfluidzuführeinrichtung vorgesehen, über die Kühlfluid von radial innen zugeführt wird, das wiederum über die Durchbrechungen 11, 12 aus dem Rotorträger 4 radial nach außen zum Stator 3 strömt.
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Bei der hier gezeigten Ausgestaltung ist der Stator 3 anders konzipiert als bei der Ausgestaltung auf 1. Bei der Ausgestaltung aus 1 erstrecken sich die Wickelköpfe des Stators axial nicht über die Statorverblechung, weshalb es dort zweckmäßig ist, das Kühlfluid quasi mit einer axialen Strömungskomponente insbesondere zu den Wickelköpfen zu führen, wozu der Leitabschnitt 19 axial vor den Bereich des Stators respektive der Wickelköpfe läuft. Bei der Ausgestaltung gemäß 4 jedoch erstrecken sich die Wickelköpfe 21 axial beidseits über die eigentliche Statorverblechung, sodass quasi ein gestufter Statorquerschnitt gegeben ist, wie 4 zeigt. Diese Ausgestaltung erfordert zu einem gewissen Grad eine etwas andere geometrische Ausgestaltung des Rotorlageelements 15 der natürlich auch hier vorgesehenen Sensoreinrichtung 13, von der der Sensor 14 nicht näher gezeigt ist.
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Das hier vorgesehene Rotorlageelement 15 weist, siehe insbesondere die 5 und 6, einen radial innenliegenden Ringscheibenabschnitt 22 auf, der am Trägerabschnitt 7 axial anliegt und über den das Rotorlageelement 15 am Trägerabschnitt 7 befestigt ist. An den Ringscheibenabschnitt 22 schließt sich ein Abschnitt an, der eine Ringnut 23 ausbildet respektive definiert, wobei am Boden dieser Ringnut 23 die mehreren Öffnungen 16 sowie die entsprechenden Stege 17 ausgebildet sind. In der Montagestellung ist dieser bodenseitige, mit den Öffnungen 16 und den Stegen 17 versehene Schenkel vom Trägerabschnitt 7 beabstandet, siehe 4, was für die induktive Positionsauflösung erforderlich ist.
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Der radial äußere Ringflansch 24, über den die Ringnut 23 begrenzt wird, erstreckt sich axial gesehen über den Trägerabschnitt 6 und umgreift diesen radial außenseitig, sodass hierüber eine Zentrierung des Rotorlageelements 15 am Rotorträger 4 möglich ist. An diesen Ringflansch 24 schließt sich sodann bei diesem Ausführungsbeispiel die eigentliche Fluidleitgeometrie 18 an. Diese besteht hier aus einem scheibenförmigen Leitabschnitt 25, der axial eng benachbart zu den Durchbrechungen 12 angeordnet ist, nachdem er axial quasi über den Trägerabschnitt 6 gezogen ist. Am radialen Außenumfang dieses scheibenförmigen Leitabschnitts 25 schließt der gewinkelte Leitabschnitt 19 an, wie er bereits bei der Ausführungsform gemäß 1 vorgesehen ist. Hier ist demzufolge die eigentliche Fluidgeometrie größerflächiger, da der geschlossene, also keine Öffnungen aufweisende scheibenförmige Leitabschnitt 25 ebenfalls der Fluidführung dient.
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Wie 4 zeigt, endet der gewinkelte Leitabschnitt 19 radial innerhalb der axial auskragenden Wickelköpfe 21 an dieser Statorseite. Das ausströmende Kühlfluid, wie über die Pfeile P3 dargestellt, strömt entlang des scheibenförmigen Leitabschnitts 25 und gelangt dann an den gewinkelten Leitabschnitt 19, wenn es nicht unmittelbar dagegen geschleudert wird und dagegen prallt. Von dort wird es quasi konzentriert in Richtung des Stators 3 zur Seite abgelenkt, sodass es einerseits den Stator 3 axial benetzt, andererseits aber auch radial den Wickelköpfen 21 zugeführt wird.
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Auch hier ist demzufolge das Rotorlageelement 15 ein multifunktionales Element, nachdem es einerseits eben als Teil der Sensoreinrichtung 13 fungiert, andererseits aber auch als Fluidleitelement zur gezielten Kühlfluidführung zum Stator 3 respektive den Wickelköpfen 21. Das heißt, dass auch bei dieser Ausgestaltung, wie auch bei der gemäß der 1 - 3, eine gezielte, verbesserte Kühlfluidzufuhr und damit Kühlung des Stators 3 möglich ist, ohne dass zusätzliche Bauteile hergestellt oder integriert werden müssen, nachdem das Rotorlageelement 15 mit einer entsprechenden Fluidleitgeometrie ausgerüstet ist.
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Das Rotorlageelement 15 ist zweckmäßigerweise ein Metallblechbauteil, was eine einfache Herstellung in einem Stanz-Biege-Vorgang ermöglicht. Sofern es das Messprinzip der Sensoreinrichtung 13 zulässt, sind aber auch andere Materialien wie Kunststoff oder ähnliches verwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Maschine
- 2
- Gehäuse
- 3
- Stator
- 4
- Rotorträger
- 5
- Rotor
- 6
- Trägerabschnitt
- 7
- Trägerabschnitt
- 8
- Nabenbauteil
- 9
- Wälzlager
- 10
- Kupplungseinrichtung
- 11, 12
- Durchbrechung
- 13
- Sensoreinrichtung
- 14
- Sensor
- 15
- Rotorlageelement
- 16
- Öffnungen
- 17
- Steg
- 18
- Fluidleitgeometrie
- 19
- Leitabschnitt
- 20
- Ringscheibenabschnitt
- 21
- Wickelkopf
- 22
- Ringscheibenabschnitt
- 23
- Ringnut
- 24
- Ringflansch
- 25
- Leitabschnitt
