DE102022206648A1

DE102022206648A1 - Electric machine with a sealing device designed as a labyrinth seal

Info

Publication number: DE102022206648A1
Application number: DE102022206648.0A
Authority: DE
Inventors: Robin Büsch; Philipp Söntgerath
Original assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Elektrische Maschine (1), umfassend: einen Stator (4) und einen bezüglich des Stators (4) drehbaren Rotor (5), wenigstens eine axiale Abdeckung (11), die einen Innenraum (3) der elektrischen Maschine (1) begrenzt, eine Kühleinrichtung mit einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanal (8), der sich von einem Einlass (9) durch den Rotor (5) bis zu einem Auslass (10) erstreckt, und eine Abdichteinrichtung (12) zum Abdichten des Rotors (5) gegenüber dem Innenraum (3) der elektrischen Maschine (1), wobei die Abdichteinrichtung (2) als Labyrinthdichtung (14, 18, 22) ausgebildet ist. Daneben wird ein Fahrzeug (25) mit einer elektrischen Maschine (1) beschrieben, die zum Antreiben des Fahrzeugs (25) konfiguriert ist.Electrical machine (1), comprising: a stator (4) and a rotor (5) rotatable with respect to the stator (4), at least one axial cover (11) which delimits an interior (3) of the electrical machine (1). Cooling device with a cooling channel (8) through which a coolant can flow, which extends from an inlet (9) through the rotor (5) to an outlet (10), and a sealing device (12) for sealing the rotor (5) from the Interior (3) of the electrical machine (1), the sealing device (2) being designed as a labyrinth seal (14, 18, 22). In addition, a vehicle (25) is described with an electric machine (1) which is configured to drive the vehicle (25).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, umfassend: einen Stator und einen bezüglich des Stators drehbaren Rotor, wenigstens eine axiale Abdeckung, die einen Innenraum der elektrischen Maschine begrenzt, eine Kühleinrichtung mit einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanal, der sich von einem Einlass durch den Rotor bis zu einem Auslass erstreckt, und eine Abdichteinrichtung zum Abdichten des Rotors gegenüber dem Innenraum der elektrischen Maschine.The invention relates to an electrical machine, comprising: a stator and a rotor rotatable with respect to the stator, at least one axial cover which delimits an interior of the electrical machine, a cooling device with a cooling channel through which a coolant can flow, which extends from an inlet through the rotor extends to an outlet, and a sealing device for sealing the rotor from the interior of the electrical machine.

Elektrische Maschinen dieser Art werden in zunehmendem Maße bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen verwendet. Eine solche elektrische Maschine wird meist als Elektromotor für den Antrieb eines Rads oder einer Achse eines Fahrzeugs eingesetzt. Der Elektromotor kann unter anderem als Synchronmotor oder Asynchronmotor ausgebildet sein.Electric machines of this type are increasingly being used in electrically powered vehicles or hybrid vehicles. Such an electric machine is usually used as an electric motor to drive a wheel or axle of a vehicle. The electric motor can be designed, among other things, as a synchronous motor or an asynchronous motor.

Der Elektromotor ist zumeist mechanisch mit einem Getriebe zur Drehzahlanpassung gekoppelt. Daneben ist der Elektromotor normalerweise elektrisch mit einem Wechselrichter verbunden, der aus einer von einer Batterie gelieferten Gleichspannung eine Wechselspannung für den Betrieb der elektrischen Maschine erzeugt, insbesondere eine mehrphasige Wechselspannung.The electric motor is usually mechanically coupled to a gearbox to adjust the speed. In addition, the electric motor is normally electrically connected to an inverter, which generates an alternating voltage for operating the electrical machine from a direct voltage supplied by a battery, in particular a multi-phase alternating voltage.

Es ist auch möglich, die elektrische Maschine als Generator zur Rekuperation von Bewegungsenergie eines Fahrzeugs zu betreiben, wobei die Bewegungsenergie zunächst in elektrische Energie und dann in chemische Energie der Batterie umgewandelt wird.It is also possible to operate the electric machine as a generator for recuperating the kinetic energy of a vehicle, whereby the kinetic energy is first converted into electrical energy and then into chemical energy from the battery.

Der Rotor der elektrischen Maschine verfügt normalerweise über eine Rotorwelle, die von einem zylinderförmigen Rotorkörper umschlossen ist. Der Rotorkörper kann neben einem Paket laminierter Metallbleche unter anderem Permanentmagneten oder eine Wicklung mit einem elektrischen Leiter aufweisen.The rotor of the electric machine usually has a rotor shaft that is enclosed by a cylindrical rotor body. In addition to a package of laminated metal sheets, the rotor body can have, among other things, permanent magnets or a winding with an electrical conductor.

Aufgrund der beim Betrieb der elektrischen Maschine entstehenden Wärme weist diese eine Kühleinrichtung zum Abführen der Wärme auf, die einen von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanal umfasst. Der Kühlkanal erstreckt sich von einem Einlass durch den Rotor bis zu einem Auslass der elektrischen Maschine. Das Kühlmittel, bei dem es sich beispielsweise um eine Wasser-Glykol-Mischung oder ein Öl handeln kann, wird meist in einem Kreislauf gefördert.Due to the heat generated during operation of the electrical machine, it has a cooling device for dissipating the heat, which includes a cooling channel through which a liquid coolant can flow. The cooling channel extends from an inlet through the rotor to an outlet of the electrical machine. The coolant, which can be a water-glycol mixture or an oil, is usually pumped in a circuit.

In der Regel verfügt die elektrische Maschine über eine Abdichteinrichtung, welche den Rotor gegenüber einem Innenraum der elektrischen Maschine abdichtet. Damit wird vermieden, dass Kühlmittel oder eine zu große Menge an Kühlmittel aus dem im Rotor verlaufenden Kühlkanal in den Innenraum gelangt. Somit begrenzt die Abdichteinrichtung am Rotor entstehende Kühlmittelleckage, wobei aber eine geringe Kühlmittelleckage zulässig sein kann. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kühlkanal stets genügend Kühlmittel führt, um auch andere entlang dem Kühlkanal angeordnete Bestandteile der elektrischen Maschine ausreichend zu kühlen. Der Innenraum kann unter anderem den Stator aufnehmen und ansonsten mit Luft gefüllt sein.As a rule, the electrical machine has a sealing device which seals the rotor from an interior of the electrical machine. This prevents coolant or an excessive amount of coolant from entering the interior from the cooling channel running in the rotor. The sealing device thus limits any coolant leakage that occurs on the rotor, although a small amount of coolant leakage may be permissible. This ensures that the cooling channel always carries enough coolant to sufficiently cool other components of the electrical machine arranged along the cooling channel. The interior can, among other things, accommodate the stator and otherwise be filled with air.

Bei einer herkömmlichen Abdichteinrichtung besteht allerdings das Problem, dass sie eine hohe Reibung erzeugt, welche die Effizienz der elektrischen Maschine beeinträchtigt.However, the problem with a conventional sealing device is that it generates high friction, which impairs the efficiency of the electrical machine.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine anzugeben, deren Abdichteinrichtung weniger Reibung erzeugt.The invention is therefore based on the object of specifying an electrical machine whose sealing device generates less friction.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abdichteinrichtung als Labyrinthdichtung ausgebildet ist.To solve this problem, in an electrical machine of the type mentioned at the outset, it is provided according to the invention that the sealing device is designed as a labyrinth seal.

Durch die Labyrinthdichtung kann eine zuverlässige Abdichtung des Rotors gegenüber dem Innenraum erzielt werden. Da die Labyrinthdichtung prinzipiell reibungsarm ist, ist auch das aufgrund der Reibung auf den Rotor wirkende Widerstandsmoment gering. Das Vorsehen einer als Labyrinthdichtung ausgebildeten Abdichteinrichtung erhöht somit die Effizienz der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Der Einsatz einer Labyrinthdichtung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine geringfügige Leckage des Kühlmittels zulässig ist.The labyrinth seal enables the rotor to be reliably sealed from the interior. Since the labyrinth seal is basically low-friction, the moment of resistance acting on the rotor due to the friction is also low. The provision of a sealing device designed as a labyrinth seal thus increases the efficiency of the electrical machine according to the invention. The use of a labyrinth seal is particularly advantageous when minor coolant leakage is permitted.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Labyrinthdichtung an der Außenseite des Rotors angeordnete oder befestigte, sich radial nach außen erstreckende Drossellamellen aufweist. Zwischen den Drossellamellen und einer axialen Abdeckung des Innenraums und/oder des Rotors ist durch die Drossellamellen ein Labyrinth gebildet, das verhindert, dass den Rotor durchströmendes Kühlmittel in den Innenraum der elektrischen Maschine gelangt. Die einzelnen Drossellamellen wirken dabei als Strömungsbarrieren für das Kühlmittel, wodurch die benötigte zuverlässige Abdichtung des Rotors gegenüber dem Innenraum bewirkt wird.According to a first embodiment of the invention, it can be provided that the labyrinth seal has throttle lamellae which are arranged or fastened on the outside of the rotor and extend radially outwards. Between the throttle slats and an axial cover of the interior and/or the rotor, a labyrinth is formed by the throttle slats, which prevents coolant flowing through the rotor from reaching the interior of the electrical machine. The individual throttle fins act as flow barriers for the coolant, which ensures the required reliable sealing of the rotor from the interior.

Im Rahmen der Erfindung wird es besonders bevorzugt, dass die Drossellamellen der Labyrinthdichtung integral an der Außenseite des Rotors angeformt sind. Das heißt, die Drossellamellen sind mit dem direkt mit den Drossellamellen verbundenen Rotorabschnitt einstückig ausgebildet. Dazu können die Drossellamellen können beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung wie Drehen oder Fräsen an der Außenseite des Rotors hergestellt sein.Within the scope of the invention, it is particularly preferred that the throttle lamellae of the labyrinth seal are integrally formed on the outside of the rotor. That means the throttle blades are formed in one piece with the rotor section connected directly to the throttle blades. For this purpose, the throttle lamellae can be produced, for example, by machining such as turning or milling on the outside of the rotor.

Alternativ kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Labyrinthdichtung als separates Bauteil ausgebildet ist, das auf dem Rotor angeordnet oder befestigt ist. Das separate Bauteil kann beispielsweise eine Hülse sein, die an ihrer Außenseite die Drossellamellen aufweist.Alternatively, it can be provided according to the invention that the labyrinth seal is designed as a separate component that is arranged or fastened on the rotor. The separate component can be, for example, a sleeve which has the throttle plates on its outside.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann die Labyrinthdichtung an der Innenseite der axialen Abdeckung befestigte, sich radial nach innen erstreckende Drossellamellen aufweisen. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine besitzt vorzugsweise an beiden axialen Seiten eine derartige Abdeckung, die einen Innenraum der elektrischen Maschine begrenzt. Eine der beiden axialen Abdeckungen ist dabei mit den Drossellamellen versehen, die den Rotor in Umfangsrichtung umgeben. Ein geringer Spalt zwischen der Außenseite des Rotors und den Drossellamellen der axialen Abdeckung bildet ein Labyrinth, das vom Kühlmittel nur in geringer Menge passiert werden kann. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Rotor und dem Innenraum der elektrischen Maschine sichergestellt.According to a second embodiment of the invention, the labyrinth seal can have throttle lamellae which are attached to the inside of the axial cover and extend radially inwards. The electrical machine according to the invention preferably has such a cover on both axial sides, which delimits an interior of the electrical machine. One of the two axial covers is provided with the throttle lamellae, which surround the rotor in the circumferential direction. A small gap between the outside of the rotor and the throttle fins of the axial cover forms a labyrinth through which only a small amount of coolant can pass. In this way, a reliable seal between the rotor and the interior of the electrical machine is ensured.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann es vorgesehen sein, dass die Drossellamellen der Labyrinthdichtung integral an der Innenseite der axialen Abdeckung angeformt sind. Das heißt, die Drossellamellen sind mit dem direkt mit den Drossellamellen verbundenen Abschnitt der Abdeckung einstückig ausgebildet. Dazu können die Drossellamellen beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung wie Drehen oder Fräsen der Abdeckung hergestellt sein.In the electrical machine according to the invention, it can be provided that the throttle slats of the labyrinth seal are integrally formed on the inside of the axial cover. This means that the throttle slats are formed in one piece with the section of the cover that is directly connected to the throttle slats. For this purpose, the throttle slats can be produced, for example, by machining such as turning or milling the cover.

Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Labyrinthdichtung als separates Bauteil ausgebildet ist, das an der Innenseite der axialen Abdeckung angeordnet ist. Das separate Bauteil kann beispielsweise eine Hülse sein, die an ihrer Innenseite die Drossellamellen aufweist.Alternatively, it can be provided that the labyrinth seal is designed as a separate component that is arranged on the inside of the axial cover. The separate component can be, for example, a sleeve which has the throttle lamellae on its inside.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung kann an einem axialen Ende der Labyrinthdichtung ein Dichtungsblock auf dem Rotor befestigt sein. Optional ist der Dichtungsblock als Ring ausgebildet, welcher den Rotor umgibt. Der Dichtungsblock dreht sich mit dem Rotor und dichtet den Rotor gegenüber dem Innenraum der elektrischen Maschine ab. Der Dichtungsblock verbessert die Abdichtung im Vergleich zu der zuvor beschriebenen Abdichteinrichtung, die lediglich eine Labyrinthdichtung aufweist.According to a third embodiment of the invention, a sealing block can be attached to the rotor at an axial end of the labyrinth seal. Optionally, the sealing block is designed as a ring that surrounds the rotor. The seal block rotates with the rotor and seals the rotor from the interior of the electrical machine. The sealing block improves sealing compared to the previously described sealing device, which only has a labyrinth seal.

Gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung kann die Labyrinthdichtung an der Außenseite des Rotors befestigte, sich axial und/oder radial erstreckende Drossellamellen aufweisen, die in entsprechende Ausnehmungen der axialen Abdeckung eingreifen. Vorzugsweise weist die Labyrinthdichtung mehrere konzentrisch angeordnete Drossellamellen auf. Beispielsweise können zwei, drei, vier oder fünf konzentrisch angeordnete Drossellamellen vorhanden sein, die zusammen mit den Ausnehmungen der axialen Abdeckung ein Labyrinth bilden.According to a fourth embodiment of the invention, the labyrinth seal can have axially and/or radially extending throttle lamellae attached to the outside of the rotor, which engage in corresponding recesses in the axial cover. The labyrinth seal preferably has a plurality of concentrically arranged throttle lamellae. For example, there can be two, three, four or five concentrically arranged throttle slats, which together with the recesses in the axial cover form a labyrinth.

Eine derartige, die Drossellamellen aufweisende Labyrinthdichtung kann aus einem Elastomer hergestellt sein. Vorzugsweise ist die Labyrinthdichtung als separates Bauteil ausgebildet, das auf dem Rotor angeordnet ist und den Rotor umgibt.Such a labyrinth seal, which has the throttle lamellae, can be made from an elastomer. The labyrinth seal is preferably designed as a separate component which is arranged on the rotor and surrounds the rotor.

Eine besonders gute Kühlwirkung ergibt sich bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, wenn die Kühlflüssigkeit ein Öl aufweist. Das Öl kann in einem Kreislauf gefördert werden und führt beim Betrieb der elektrischen Maschine entstehende Wärme ab. Alternativ kann eine andere Kühlflüssigkeit verwendet werden, zum Beispiel eine Wasser-Glykol-Mischung.A particularly good cooling effect is achieved in the electrical machine according to the invention if the cooling liquid contains an oil. The oil can be pumped in a circuit and dissipates heat generated during operation of the electrical machine. Alternatively, another coolant can be used, for example a water-glycol mixture.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Fahrzeug gelöst, das eine erfindungsgemäße elektrische Maschine aufweist, die zum Antreiben des Fahrzeugs konfiguriert ist.The object on which the invention is based is further achieved by a vehicle which has an electric machine according to the invention which is configured to drive the vehicle.

Zusätzlich kann das Fahrzeug über ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe und/oder einen mit der Maschine verbundenen Wechselrichter verfügen, mit dem eine zum Betreiben der elektrischen Maschine benötigte mehrphasige Wechselspannung bereitstellbar ist.In addition, the vehicle can have a transmission coupled to the electric machine and/or an inverter connected to the machine, with which a multi-phase alternating voltage required to operate the electric machine can be provided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine geschnittene Ansicht der wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine;
2 eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
6 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.

The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 a sectional view of the essential components of an electrical machine according to the invention;
2 an enlarged view of a sealing device according to a first embodiment of the invention;
3 an enlarged view of a sealing device according to a second embodiment of the invention;
4 an enlarged view of a sealing device according to a third embodiment of the invention;
5 an enlarged view of a sealing device according to a fourth embodiment of the invention; and
6 a motor vehicle according to the invention.

Die in 1 in einer geschnittenen Ansicht gezeigte elektrische Maschine 1 ist Bestandteil eines Antriebs eines Fahrzeugs. Alternativ dazu kann die elektrische Maschine 1 auch für einen anderen Zweck eingesetzt werden.In the 1 Electric machine 1 shown in a sectional view is part of a drive of a vehicle. Alternatively, the electrical machine 1 can also be used for another purpose.

Die elektrische Maschine 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem Innenraum 3, in dem ein Stator 4 und ein bezüglich des Stators 4 drehbarer Rotor 5 mit einer Rotorwelle 6 aufgenommen sind. Die Rotorwelle 6 ist von einem zylinderförmigen Rotorkörper 7 umgeben. Ferner ist eine Kühleinrichtung gezeigt, mit einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanal 8, der sich von einem Einlass 9 durch den Rotor 5 bis zu einem Auslass 10 erstreckt. An der in 1 rechten Seite wird der Innenraum 3 der elektrischen Maschine 1 von einer axialen Abdeckung 11 begrenzt und verschlossen.The electric machine 1 comprises a housing 2 with an interior 3, in which a stator 4 and a rotor 5 rotatable with respect to the stator 4 with a rotor shaft 6 are accommodated. The rotor shaft 6 is surrounded by a cylindrical rotor body 7. Furthermore, a cooling device is shown, with a cooling channel 8 through which a coolant can flow, which extends from an inlet 9 through the rotor 5 to an outlet 10. At the in 1 On the right side, the interior 3 of the electrical machine 1 is delimited and closed by an axial cover 11.

Der Einlass 9 und der Auslass 10, deren Positionen auch miteinander vertauscht sein können, sind über nicht dargestellte externe Kühlmittelleitungen mit einer Pumpe verbunden, sodass das Kühlmittel in einem Kreislauf gefördert wird. Die Pfeile geben die Strömungsrichtung des Kühlmittels an. Das Kühlmittel führt bei dem Betrieb der elektrischen Maschine 1 erzeugte Wärme ab. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Öl als Kühlmittel verwendet.The inlet 9 and the outlet 10, whose positions can also be interchanged, are connected to a pump via external coolant lines, not shown, so that the coolant is conveyed in a circuit. The arrows indicate the direction of flow of the coolant. The coolant dissipates heat generated during operation of the electrical machine 1. In the exemplary embodiment shown, an oil is used as a coolant.

In 1 erkennt man, dass sich der Kühlkanal 8 von dem Einlass 9 aus durch die axiale Abdeckung 11 hindurch erstreckt. Vom Einlass 9 aus strömt das Kühlmittel durch ein Kühlrohr in die hohle Rotorwelle 6 hinein. Optional reicht das Kühlrohr bis in die Mitte oder bis an das gegenüberliegende Ende des Hohlraums (nicht dargestellt). An dem gegenüberliegenden Ende wird die Strömungsrichtung des Kühlmittels umgekehrt, wonach das Kühlmittel an einer Innenwand der Rotorwelle 6 entlang an einer Abdichteinrichtung 12 vorbei aus der Rotorwelle 6 herausströmt und weiter zum Auslass 10 gelangt.In 1 it can be seen that the cooling channel 8 extends from the inlet 9 through the axial cover 11. From the inlet 9, the coolant flows through a cooling pipe into the hollow rotor shaft 6. Optionally, the cooling tube extends to the middle or to the opposite end of the cavity (not shown). At the opposite end, the flow direction of the coolant is reversed, after which the coolant flows out of the rotor shaft 6 along an inner wall of the rotor shaft 6 past a sealing device 12 and continues to the outlet 10.

An der Außenseite des Gehäuses 2 ist ein Wechselrichter 13 angeordnet, der die für den Betrieb der elektrischen Maschine 1 benötigte mehrphasige Wechselspannung bereitstellt.An inverter 13 is arranged on the outside of the housing 2 and provides the multi-phase alternating voltage required for the operation of the electrical machine 1.

2 ist eine vergrößerte Ansicht der Abdichteinrichtung 12 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der geschnittenen Ansicht ist das rechte Ende der in 1 gezeigten Rotorwelle 6 dargestellt, an dem sich die Abdichteinrichtung 12 befindet. Die Abdichteinrichtung 12 dient zum Abdichten der Rotorwelle 6 in Radialrichtung und Axialrichtung gegenüber der axialen Abdeckung 11. 2 is an enlarged view of the sealing device 12 according to a first embodiment of the invention. In the sectioned view the right end is the in 1 shown rotor shaft 6, on which the sealing device 12 is located. The sealing device 12 serves to seal the rotor shaft 6 in the radial direction and axial direction from the axial cover 11.

Die Abdichteinrichtung 12 ist als Labyrinthdichtung 14 ausgebildet. Die Rotorwelle 6 weist eine Mehrzahl von sich radial nach außen erstreckende Drossellamellen 15 auf, die an der Außenseite der Rotorwelle 6 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Drossellamellen 15 integral durch ein spanendes Verfahren wie ein Drehverfahren an der Außenseite der Rotorwelle 6 angeformt. Die ringförmigen Drossellamellen 15 sind in Axialrichtung voneinander beabstandet und weisen jeweils denselben Durchmesser und dieselbe axiale Breite auf. Alternativ können die Drossellamellen unterschiedliche Durchmesser, unterschiedliche Abstände voneinander und/oder unterschiedliche axiale Breiten aufweisen.The sealing device 12 is designed as a labyrinth seal 14. The rotor shaft 6 has a plurality of throttle plates 15 which extend radially outwards and which are arranged on the outside of the rotor shaft 6. In this exemplary embodiment, the throttle plates 15 are integrally formed on the outside of the rotor shaft 6 by a machining process such as a turning process. The annular throttle plates 15 are spaced apart from one another in the axial direction and each have the same diameter and the same axial width. Alternatively, the throttle slats can have different diameters, different distances from one another and/or different axial widths.

Zwischen den Drossellamellen 15 und der Innenseite der axialen Abdeckung 11 befindet sich ein Dichtspalt 16, der aus radialen Abschnitten zwischen benachbarten Drossellamellen 15 und axialen Abschnitten zwischen den Drossellamellen 15 und der Abdeckung 11 besteht. Der Dichtspalt 16 wirkt als Strömungswiderstand und verhindert, dass eine zu große Menge Kühlmittel aus der Rotorwelle 6 in den Innenraum 3 gelangt. In 2 ist ferner zwischen der axialen Abdeckung 11 und dem Innenraum 3 eine Wand des Gehäuses 2 dargestellt. Ein Resolver 17 ist im Innenraum 3 angeordnet und umgibt die Rotorwelle 6.Between the throttle slats 15 and the inside of the axial cover 11 there is a sealing gap 16, which consists of radial sections between adjacent throttle slats 15 and axial sections between the throttle slats 15 and the cover 11. The sealing gap 16 acts as a flow resistance and prevents an excessive amount of coolant from reaching the interior 3 from the rotor shaft 6. In 2 A wall of the housing 2 is also shown between the axial cover 11 and the interior 3. A resolver 17 is arranged in the interior 3 and surrounds the rotor shaft 6.

3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diejenigen Komponenten, die mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmen, werden nicht nochmals im Detail erläutert. 3 shows an enlarged view of a sealing device according to a second embodiment of the invention. Those components that correspond to those of the first embodiment will not be explained again in detail.

In Übereinstimmung mit dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist die Abdichteinrichtung 12 als Labyrinthdichtung 18 ausgebildet. Allerdings sind die Drossellamellen 19 an der Innenseite der axialen Abdeckung 11 angeordnet. Die ringförmigen Drossellamellen 19 sind in Axialrichtung voneinander beabstandet und weisen jeweils denselben Durchmesser und dieselbe axiale Länge auf. Alternativ können die Drossellamellen unterschiedliche Durchmesser und/oder unterschiedliche axiale Längen aufweisen.In accordance with the previous exemplary embodiment, the sealing device 12 is designed as a labyrinth seal 18. However, the throttle slats 19 are arranged on the inside of the axial cover 11. The annular throttle plates 19 are spaced apart from one another in the axial direction and each have the same diameter and the same axial length. Alternatively, the throttle plates can have different diameters and/or different axial lengths.

Die integral an der Innenseite der axialen Abdeckung 11 angeformten Drossellamellen 19 sind durch spanende Bearbeitung der axialen Abdeckung 11 hergestellt. Die Außenseite der Rotorwelle 6 besitzt im Bereich der Drossellamellen 19 einen konstanten Querschnitt. Die Ausrichtung der Drossellamellen 19 ist im Vergleich zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel entgegengesetzt, da die Drossellamellen 19 dort radial nach außen weisen, wohingegen sie hier nach außen weisen. Der zwischen der Außenseite der Rotorwelle 6 und den Drossellamellen 19 gebildete Dichtspalt 20 verhindert ein Eindringen von Kühlmittel von der Rotorwelle 6 in den Innenraum 3.The throttle plates 19, which are integrally formed on the inside of the axial cover 11, are produced by machining the axial cover 11. The outside of the rotor shaft 6 has a constant cross section in the area of the throttle plates 19. The orientation of the throttle slats 19 is compared to the previous one Embodiment opposite, since the throttle plates 19 there point radially outwards, whereas here they point outwards. The sealing gap 20 formed between the outside of the rotor shaft 6 and the throttle plates 19 prevents coolant from penetrating from the rotor shaft 6 into the interior 3.

4 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ähnlich wie das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Zusätzlich weist die Abdichteinrichtung 12 einen schematisch dargestellten Dichtungsblock 21 auf, der am inneren Ende der mit den Drossellamellen 19 gebildeten Labyrinthdichtung auf der Rotorwelle 6 befestigt ist. Die Rotorwelle 6 besitzt an dieser Stelle eine Stufe, an der der Dichtungsblock 21 axial anliegt. Im Bereich der Stufe weist die Rotorwelle 6 einen Freistich auf. Beim Betrieb der elektrischen Maschine 1 dichtet der Dichtungsblock 21 den Bereich zwischen der Außenseite der Rotorwelle 6 und dem Innenraum 3 des Gehäuses 2 ab. 4 shows an enlarged view of a sealing device according to a third embodiment of the invention, which is similar to that in 3 shown embodiment is constructed. In addition, the sealing device 12 has a sealing block 21, shown schematically, which is attached to the inner end of the labyrinth seal formed with the throttle lamellae 19 on the rotor shaft 6. At this point, the rotor shaft 6 has a step on which the sealing block 21 rests axially. In the area of the step, the rotor shaft 6 has an undercut. During operation of the electrical machine 1, the sealing block 21 seals the area between the outside of the rotor shaft 6 and the interior 3 of the housing 2.

5 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Abdichteinrichtung 12 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Abdichteinrichtung 12 ist als Labyrinthdichtung 22 ausgebildet, die sich axial erstreckende Drossellamellen 23 aufweist. Die Drossellamellen 23 sind in Radialrichtung zueinander beabstandet und konzentrisch ausgebildet. Die ringförmigen Drossellamellen 23 weisen unterschiedliche Durchmesser, denselben Abstand voneinander und dieselbe radiale Breite auf. Alternativ können die Drossellamellen unterschiedliche Abstände zueinander und unterschiedliche radiale Breiten haben. 5 shows an enlarged view of a sealing device 12 according to a fourth exemplary embodiment of the invention. The sealing device 12 is designed as a labyrinth seal 22 which has axially extending throttle lamellae 23. The throttle plates 23 are spaced apart from one another in the radial direction and are concentric. The annular throttle plates 23 have different diameters, the same distance from one another and the same radial width. Alternatively, the throttle slats can have different distances from one another and different radial widths.

Die Labyrinthdichtung 22 ist im eingebauten Zustand fest mit der Rotorwelle 6 verbunden und dichtet die Außenseite der Rotorwelle 6 gegenüber dem Innenraum 3 des Gehäuses 2 ab. Die sich in Axialrichtung erstreckenden Drossellamellen 23 greifen in entsprechend gegengleich ausgebildete Ausnehmungen 24 der axialen Abdeckung 11 ein. Zwischen den Drossellamellen 23 und den Ausnehmungen 24 ist ein labyrinthartiger Dichtspalt gebildet.When installed, the labyrinth seal 22 is firmly connected to the rotor shaft 6 and seals the outside of the rotor shaft 6 from the interior 3 of the housing 2. The throttle plates 23, which extend in the axial direction, engage in correspondingly oppositely designed recesses 24 in the axial cover 11. A labyrinth-like sealing gap is formed between the throttle blades 23 and the recesses 24.

6 zeigt ein Fahrzeug 25 mit einem Antriebsstrang, der die elektrische Maschine 1 umfasst. Die elektrische Maschine 1 ist über ein Getriebe 26 mit einem Rad 27 des Fahrzeugs 25 gekoppelt. Daneben ist die elektrische Maschine 1 mit einem Wechselrichter 28 elektrisch verbunden. Eine Batterie 29 liefert eine Gleichspannung, die durch den Wechselrichter 28 in eine Wechselspannung für den Betrieb der elektrischen Maschine 1 umgewandelt wird. 6 shows a vehicle 25 with a drive train that includes the electric machine 1. The electric machine 1 is coupled to a wheel 27 of the vehicle 25 via a transmission 26. In addition, the electrical machine 1 is electrically connected to an inverter 28. A battery 29 supplies a direct voltage, which is converted by the inverter 28 into an alternating voltage for operating the electrical machine 1.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: elektrische Maschineelectric machine
22: GehäuseHousing
33: Innenrauminner space
44: Statorstator
55: Rotorrotor
66: RotorwelleRotor shaft
77: RotorkörperRotor body
88th: KühlkanalCooling channel
99: Einlassinlet
1010: Auslassoutlet
1111: axiale Abdeckungaxial cover
1212: AbdichteinrichtungSealing device
1313: WechselrichterInverter
1414: LabyrinthdichtungLabyrinth seal
1515: DrossellamelleThrottle plate
1616: DichtspaltSealing gap
1717: Resolverresolver
1818: LabyrinthdichtungLabyrinth seal
1919: DrossellamelleThrottle plate
2020: DichtspaltSealing gap
2121: DichtungsblockSealing block
2222: LabyrinthdichtungLabyrinth seal
2323: DrossellamelleThrottle plate
2424: Ausnehmungrecess
2525: Fahrzeugvehicle
2626: Getriebetransmission
2727: Radwheel
2828: WechselrichterInverter
2929: Batteriebattery

Claims

Electrical machine (1), comprising: - a stator (4) and a rotor (5) rotatable with respect to the stator (4), - at least one axial cover (11) which delimits an interior (3) of the electrical machine (1). , - a cooling device with a cooling channel (8) through which a coolant can flow, which extends from an inlet (9) through the rotor (5) to an outlet (10), and - a sealing device (12) for sealing the rotor ( 5) opposite the interior (3) of the electrical African machine (1), characterized in that the sealing device (2) is designed as a labyrinth seal (14, 18, 22).

Electric machine after Claim 1 , wherein the labyrinth seal (14) has throttle slats (15) attached to the outside of the rotor (5) and extending radially outwards.

Electric machine after Claim 2 , wherein the throttle slats (15) of the labyrinth seal (14) are integrally formed on the outside of the rotor (5).

Electric machine after Claim 2 , wherein the labyrinth seal (14) is designed as a separate component which is arranged on the rotor (5).

Electric machine after Claim 1 , wherein the labyrinth seal (18) has throttle lamellae (19) which are attached to the inside of the axial cover (11) and extend radially inwards.

Electric machine after Claim 5 , wherein the throttle lamellae (19) of the labyrinth seal (18) are integrally formed on the inside of the axial cover (11).

Electric machine after Claim 5 , wherein the labyrinth seal (18) is designed as a separate component which is arranged on the inside of the axial cover (11).

Electrical machine according to one of the preceding claims, wherein a sealing block (21) is attached to the rotor (5) at an axial end of the labyrinth seal (18).

Electric machine after Claim 1 , wherein the labyrinth seal (22) has axially extending throttle lamellae (23) attached to the outside of the rotor (5), which engage in corresponding recesses (24) in the axial cover (11).

Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the cooling liquid comprises an oil.

Vehicle (25) with an electric machine (1) according to one of the Claims 1 until 10 , which is configured to drive the vehicle (25).