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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle, ein an der Rotorwelle befestigtes Blechpaket und einen an einer Blechpaketstirnseite des Blechpaketes angeordneten Kurzschlussring aufweist, wobei der Kurzschlussring eine einen Innenbereich umfänglich umschließende Innenumfangsseite aufweist, wobei die Innenumfangsseite eine Kühlfluidleitfläche mit einem Innenrand und einem Außenrand ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Rotor mit einem Kurzschlussring für eine elektrische Maschine.
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Ein Problem jeder elektrischen Maschine ist die Wärmeentwicklung im Rotor durch Verlustleistung. Die entstehenden Temperaturen erzwingen im Dauerbetrieb eine Reduzierung der Leistung, da andernfalls die erwartete Lebensdauer der elektrischen Maschine nicht erreicht wird. Um den nachteiligen Einfluss der Wärmeentwicklung im Rotor zu begrenzen, ist es bekannt, die Dauerleistung der Maschine zu reduzieren. Weitere Lösungsansätze bestehen darin, zur Reduktion von Verlusten kostenintensives Kupfer statt Aluminium im Rotor einzusetzen. Darüber hinaus ist es bekannt, das Blechpaket des Rotors mit einem Ölkreislauf für eine Ölkühlung zu versehen.
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Aus der
DE 10 2019 111 931 A1 ist eine elektrische Maschine zum vollständigen oder zumindest teilweisen elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse fest aufgenommenen Stator und einem radial innerhalb des Stators angeordneten sowie in Bezug auf eine zentrale Drehachse drehbar gelagerten Rotor, wobei der Rotor ein Rotorblechpaket sowie einen in einer Ausnehmung des Rotorblechpakets aufgenommenen Läuferstab aufweist. Ein erstes axiales Ende des Läuferstabs ist durch einen ersten Kurzschlussring kontaktiert und ein, dem ersten axialen Ende gegenüberliegendes, zweites axiales Ende des Läuferstabs ist durch einen zweiten Kurzschlussring kontaktiert. Der Läuferstab bildet unmittelbar einen Kühlmittelleitkanal aus, der zu dem ersten axialen Ende hin mit einem Kühlmittelzulauf des Rotors und zu dem zweiten axialen Ende hin mit einem Kühlmittelablauf des Rotors weiter verbunden ist.
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Die
DE 2019 206 008 A1 offenbart einen Rotor einer elektrischen Maschine, aufweisend eine Rotationsachse, ein sich um die Rotationsachse erstreckendes Lamellenpaket mit mehreren Kühlkanälen, die sich bezüglich der Rotationsachse axial durch das Lamellenpaket durchgängig erstrecken und in Umfangsrichtung des Rotors zueinander beanstandet sind, und jeweils einen an jeder der Stirnseiten des Lamellenpakets angebrachten Aufsatz, wobei an den Aufsätzen ein Einlassbereich und ein Auslassbereich für jeden Kühlkanal ausgebildet ist. Der Auslassbereich eines der Aufsätze erweitert sich gegenüber dem Querschnitt des jeweiligen Kühlkanals jeweils in vom Lamellenpaket abgewandter axialer Richtung nach radial außen hin.
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Aus der
DE 10 2018 215 734 A1 ist ein Baukastensystem zum Herstellen von unterschiedlichen Bauvarianten eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer bauvariantenübergreifenden Rotorwelle, und mit einem bauvariantenübergreifenden, auf der Rotorwelle anordenbaren und drehfest mit der Rotorwelle verbindbaren Blechpaket bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine bereitzustellen, mit welcher im Rotor entstehende Wärme effektiv abgeführt werden kann.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen Rotor vorgeschlagen, wobei der Rotor eine Rotorwelle, ein an der Rotorwelle befestigtes Blechpaket und einen an einer Blechpaketstirnseite des Blechpakets angeordneten Kurzschlussring aufweist, wobei der Kurzschlussring eine einen Innenbereich umfänglich umschließende Innenumfangsseite aufweist, wobei die Innenumfangsseite eine Kühlfluidleitfläche mit einem Innenrand und einem Außenrand ist, wobei sich der Innenbereich in einer vom Blechpaket abgewandten axialen Richtung radial nach außen hin erweitert, wobei ferner vorgesehen ist, dass die Kühlfluidleitfläche in einer zum Blechpaket gerichteten axialen Richtung eine konkave Wölbung aufweist.
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Die erfindungsgemäße elektrische Maschine weist somit einen an einer Blechpaketstirnseite des Blechpaketes angeordneten Kurzschlussring auf. Der Kurzschlussring ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, und eine Innenumfangsseite des Kurzschlussrings umschließt umfänglich, das heißt in einer Umfangsrichtung, einen, in axialer Richtung bevorzugt offenen, Innenbereich. Die Innenumfangsseite ist dabei als Kühlfluidleitfläche ausgebildet, das heißt, dass ein Kühlfluid über die als Kühlfluidleitfläche ausgebildete Innenumfangsseite strömen oder fließen kann. Strömt oder fließt ein Kühlfluid über die Kühlfluidleitfläche, kann im Rotor beziehungsweise im Blechpaket des Rotors entstandene Wärme über den Kurzschlussring und die Kühlfluidleitfläche in das Kühlfluid abgegeben werden.
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Die als Kühlfluidleitfläche ausgebildete Innenumfangsseite ist dabei so geformt, dass sich der von der als Kühlfluidleitfläche ausgebildeten Innenumfangsseite umfänglich umschlossene Innenbereich in einer vom Blechpaket abgewandten axialen Richtung radial nach außen hin erweitert. Mit anderen Worten wird der Innendurchmesser des Kurzschlussringes ausgehend von der Blechpaketstirnseite, an der der Kurzschlussring angeordnet ist, zu einer freien Stirnseite des Kurzschlussrings größer. Ein über die Kühlfluidleitfläche strömendes oder fließendes Kühlfluid kann im Wesentlichen radial nach außen strömen oder fließen. Im Betrieb der elektrischen Maschine rotiert der Rotor in dem Stator. Dabei treten Zentrifugalkräfte auf. Wird ein Kühlfluid im Bereich des Innenrandes der Kühlfluidleitfläche zugeführt, so wird das Kühlfluid aufgrund der Zentrifugalkräfte in radialer Richtung vom Innenrand zum Außenrand der Kühlfluidleitfläche geleitet.
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Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Kühlfluidleitfläche ausgebildet ist, im Betrieb der elektrischen Maschine ein Kühlfluid in radialer Richtung von dem Innenrand der Kühlfluidleitfläche zum Außenrand zu leiten.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kühlfluidleitfläche in einer zum Blechpaket gerichteten axialen Richtung eine konkave Wölbung aufweist. Aufgrund der konkaven Wölbung ist die Kühlfluidleitfläche im Bereich des Innenrandes stärker gegen die axiale Richtung beziehungsweise gegen die Rotorwelle geneigt als im Bereich des Außenrands. Mit anderen Worten ist die Kühlfluidleitfläche im Bereich des Innenrandes stärker in der radialen Richtung ausgerichtet, als im Bereich des Außenrandes. Dies führt dazu, dass die entlang der Kühlfluidleitfläche wirkende Komponente der Zentrifugalkraft vom Innenrand zum Außenrand nicht linear mit dem radialen Abstand von der Rotorwelle beziehungsweise von dem Innenrand zunimmt. Somit wird auch das über die Kühlfluidleitfläche strömende oder fließende Kühlfluid im Bereich des Außenrands weniger stark entlang der Kühlfluidleitfläche beschleunigt, als dies bei einer nicht konkaven Ausgestaltung der Kühlfluidleitfläche der Fall wäre. Die Geschwindigkeit des Kühlfluids nimmt in Richtung des Außenrands folglich weniger stark zu, wodurch auch im Bereich des Außenrands der Kühlfluidleitfläche effektiv Wärme von dem Kühlfluid aufgenommen werden kann.
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Bei dem Kühlfluid kann es sich um ein Gas oder um eine Flüssigkeit, insbesondere um Wasser oder um Öl, handeln.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass an zwei Blechpaketstirnseiten des Blechpakets je ein Kurzschlussring angeordnet ist.
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Die beiden Kurzschlussringe können dabei identisch ausgebildet sein.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stator einen Wickelkopf aufweist, wobei der Kurzschlussring und der Wickelkopf derart zueinander angeordnet sind, dass im Betrieb der elektrischen Maschine ein Kühlfluid in radialer Richtung von dem Kurzschlussring auf den Wickelkopf geschleudert wird.
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In der axialen Richtung gesehen befinden sich der Kurzschlussring, insbesondere eine Stirnseite des Kurzschlussrings, und der Wickelkopf somit in etwa auf gleicher Höhe. Im Betrieb des Rotors vom Innenrand der Kühlfluidleitfläche zum Außenrand der Kühlfluidleitfläche und anschließend über die Stirnseite des Kurzschlussrings strömendes oder fließendes Kühlfluid wird dann aufgrund der Zentrifugalkraft vom Außenrand des Kurzschlussrings radial nach außen geschleudert und trifft auf den Wickelkopf, wo das Kühlfluid ebenfalls zur Wärmeabfuhr genutzt werden kann.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rotorwelle eine Hohlwelle ist und radial ausgerichtete Kühlfluidaustrittsöffnungen aufweist, wobei die Kühlfluidaustrittsöffnungen auf die Kühlfluidleitfläche gerichtet sind.
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Die Hohlwelle ist dabei bevorzugt dazu ausgebildet, ein Kühlfluid zu leiten. Ein Teil oder das gesamte Kühlfluid kann durch die radial ausgerichteten Kühlfluidaustrittsöffnungen der Hohlwelle austreten. Dabei sind die Kühlfluidaustrittsöffnungen so angeordnet und ausgerichtet, dass das aus den Kühlfluidaustrittsöffnungen austretende Kühlfluid bevorzugt im Bereich des Innenrandes auf die Kühlfluidleitfläche auftrifft.
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Die Zuführung des Kühlfluids zur Kühlfluidleitfläche erfolgt somit bevorzugt durch die Hohlwelle und die Kühlfluidaustrittsöffnungen der Hohlwelle.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das Blechpaket Kühlfluidkanäle mit Austrittsöffnungen umfasst, wobei die Austrittsöffnungen an der Kühlfluidleitfläche, bevorzugt an dem Innenrand und/oder in der Nähe des Innenrands der Kühlfluidleitfläche, angeordnet sind.
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Bevorzugt ist somit vorgesehen, dass innerhalb des Blechpakets Kühlfluidkanäle für ein Kühlfluid vorgesehen sind. Durch diese Kühlfluidkanäle fließendes Kühlfluid kann die im Rotor entstehende Wärme direkt im Inneren des Rotors aufnehmen und aus diesem wegführen. Die Kühlfluidkanäle des Blechpakets können ebenfalls über die Rotorwelle mit dem Kühlfluid versorgt werden, wofür entsprechend radiale Öffnungen in der Rotorwelle vorgesehen sein können. Das durch das Blechpaket geleitete Kühlfluid tritt dann aus den Austrittsöffnungen der Kühlfluidkanäle aus. Somit ist zusätzlich oder alternativ zu einer Kühlfluidzuführung durch die radial ausgerichteten Kühlfluidaustrittsöffnungen eine Zuführung des Kühlfluids durch die Austrittsöffnungen der Kühlfluidkanäle zu der Kühlfluidleitfläche möglich.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kühlfluidleitfläche Fluidleitstrukturen aufweisen.
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Die Fluidleitstrukturen sind bevorzugt dazu vorgesehen, die Richtung des im Betrieb des Rotors über die Kühlfluidleitfläche strömenden oder fließenden Kühlfluids zu beeinflussen, um eine möglichst effektive Wärmeabführung zu gewährleisten.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitstrukturen mit einem spanenden Verfahren oder mit einem formschlüssigen Verfahren oder mit einem stoffschlüssigen Verfahren in oder an der Kühlfluidleitfläche ausgebildet sind.
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Alternativ ist es auch möglich, dass die Fluidleitstrukturen bereits bei der Herstellung, beispielsweise in einem Gussverfahren, des Kurzschlussrings hergestellt werden.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitstrukturen radial oder turbinenförmig oder tangential oder in einer Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
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Unter einer turbinenförmigen Ausrichtung wird dabei eine Anordnung von Fluidleitstrukturen verstanden, wobei die Fluidleitstrukturen im Bereich des Innenrandes der Kühlfluidleitfläche im Wesentlichen radial ausgerichtet sind und mit zunehmendem Abstand zum Innenrand eine Ausrichtung in einer Umfangsrichtung des Kurzschlussrings aufweisen. Tangentiale oder in der Umfangsrichtung ausgerichtete Fluidleitstrukturen können dabei Fluidleitstrukturen sein, welche in einem konstanten Abstand beispielsweise von dem Innenrand oder dem Außenrand der Kühlfluidleitfläche den Innenrand der Kühlfluidleitfläche umrunden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Breite der Fluidleitstrukturen, bevorzugt in radialer Richtung, zunimmt oder abnimmt.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitstrukturen Vertiefungen in der Kühlfluidleitfläche umfassen.
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Die Vertiefungen können in der Kühlfluidleitfläche bereits beim Herstellungsverfahren des Kurzschlussringes eingebracht werden. Zudem ist auch eine Herstellung der Vertiefungen mit einem spanenden Verfahren denkbar. In den Vertiefungen kann ein Kühlfluid von dem Innenrand der Kühlfluidleitfläche zum Außenrand der Kühlfluidleitfläche geleitet werden. In der Umfangsrichtung, das heißt im Wesentlichen senkrecht zu der radialen Richtung weisen die Vertiefungen dabei eine Breite auf, welche in der radialen Richtung zu- oder abnehmen kann. Hierdurch lässt sich die Strömung des Kühlfluids in geeigneter Weise beeinflussen.
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Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Vertiefungen Kanäle oder Rinnen sind.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitstrukturen Erhebungen der Kühlfluidleitfläche umfassen.
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Die Erhebungen können dabei ebenfalls bereits bei der Herstellung des Kurzschlussrings, beispielsweise in einem Gussverfahren, mit hergestellt werden. Zudem ist es jedoch auch möglich, dass die Erhebungen nachgearbeitet werden und beispielsweise mit einem stoffschlüssigen oder einem formschlüssigen Verfahren an der Kühlfluidleitfläche angebracht werden.
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In der Umfangsrichtung, das heißt im Wesentlichen senkrecht zu der radialen Richtung, weisen die Erhebungen eine Breite auf, welche in der radialen Richtung zu- oder abnehmen kann. Hierdurch lässt sich die Strömung des Kühlfluids in geeigneter Weise beeinflussen.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Erhebungen Rippen oder Leitschaufeln sind.
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Sind die Erhebungen im Wesentlichen als Leitschaufeln ausgebildet, so ist es besonders bevorzugt, wenn die als Leitschaufeln ausgebildeten Fluidleitstrukturen turbinenförmig an der Kühlfluidleitfläche angeordnet sind.
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Die Fluidstrukturen können gleichzeitig Vertiefungen und Erhebungen umfassen.
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Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass auf einer Stirnseite des Kurzschlussringes Leitelemente, insbesondere Leitschaufeln, angeordnet sind.
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Das von dem Innenrand der Kühlfluidleitfläche zum Außenrand der Kühlfluidleitfläche aufgrund der Zentrifugalkraft im Betrieb des Rotors geleitete Kühlfluid überströmt anschließend die Stirnseite des Kurzschlussrings. Wie vorstehend erläutert kann dabei vorgesehen sein, dass das Kühlfluid von der Stirnseite des Kurzschlussrings auf den Wickelkopf des Stators geschleudert wird. Um die Verteilung des Kühlfluids auf den Wickelkopf in günstiger Weise zu beeinflussen, können dabei auf der Stirnseite des Kurzschlussrings entsprechend ausgebildete Leitelemente ausgebildet sein. Die Leitelemente können, wie auch die Fluidleitstrukturen der Kühlfluidleitfläche, als Leitschaufeln ausgebildet und insbesondere turbinenartig angeordnet sein.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kühlfluidleitfläche, bevorzugt bereichsweise, zum Beeinflussen der Richtung einer Kühlfluidströmung geeignete Oberflächeneigenschaften aufweist.
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Die Strömung beziehungsweise der Fluss der Kühlfluids über die Kühlfluidleitfläche muss dabei nicht durch Fluidleitstrukturen beeinflusst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Strömungsrichtung des Kühlfluids über die Kühlfluidleitfläche sowie die Strömungsgeschwindigkeit auch durch Oberflächeneigenschaften der Kühlfluidleitfläche beeinflusst werden.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Oberflächeneigenschaften durch Oberflächenaufrauhungen oder Beschichtungen mit lipophilen oder hydrophilen Eigenschaften hergestellt sind.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine eine Kühlfluidzuführvorrichtung, insbesondere eine Düse, aufweist, wobei die Kühlfluidzuführvorrichtung ausgebildet ist, ein Kühlfluid auf den Innenrand der Kühlfluidleitfläche zu leiten, insbesondere zu sprühen.
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Alternativ oder zusätzlich zu einer Zuführung des Kühlfluids zu der Kühlfluidleitfläche durch die Kühlfluidaustrittsöffnungen der Rotorwelle beziehungsweise durch die Austrittsöffnungen der Kühlfluidkanäle kann das Kühlfluid auch über eine Kühlfluidzuführvorrichtung direkt auf den Innenrand der Kühlfluidleitfläche aufgesprüht werden. Hierfür kann in der elektrischen Maschine eine entsprechende Düse vorgesehen sein.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Kurzschlussring ein gebauter Kurzschlussring ist, wobei die Fluidleitstrukturen durch einen Schichtaufbau des Kurzschlussrings ausgebildet sind.
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Der Kurzschlussring kann dabei aus im Wesentlichen ringförmigen Elementen gebildet sein, welche in einer axialen Richtung übereinander angeordnet werden und somit den Kurzschlussring aufbauen. Durch entsprechende Wahl der Innenradien der ringförmigen Elemente können dabei insbesondere an der als Kühlfluidleitfläche ausgebildeten Innenumfangsfläche Erhebungen oder Vertiefungen ausgebildet werden.
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Durch den Schichtaufbau des Kurzschlussringes kann an der als Kühlfluidleitfläche ausgebildeten Innenumfangsseite insbesondere ein Führungslabyrinth für das Kühlfluid ausgebildet werden.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem Rotor mit einem Kurzschlussring für eine elektrische Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche.
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Der Kurzschlussring des erfindungsgemäßen Rotors kann dabei gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird näher anhand der beigefügten Figuren erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt einer elektrischen Maschine
- 2a eine isometrische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Rotors für eine elektrische Maschine,
- 2b eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine,
- 2c einen Längsschnitt der ersten Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine,
- 3a eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Rotors für eine elektrische Maschine,
- 3b eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine,
- 3c einen Längsschnitt der zweiten Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine,
- 4a eine isometrische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Rotors für eine elektrische Maschine,
- 4b eine Seitenansicht der dritten Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine, und
- 4c einen Längsschnitt der dritten Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine.
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In den Figuren sind identische oder einander entsprechende Merkmale mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine elektrische Maschine 100 umfassend einen Stator 10 und einen Rotor 11. Der Rotor 11 weist eine Rotorwelle 12 und ein an der Rotorwelle 12 befestigtes Blechpaket 13 auf. An den Blechpaketstirnseiten 14 ist jeweils ein Kurzschlussring 15 angeordnet.
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Die elektrische Maschine 100 und insbesondere die Kurzschlussringe 15 werden im Folgenden näher erläutert.
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In den 2a, 2b und 2c ist ein Rotor 11 für eine elektrische Maschine 100 nach 1 in einer ersten Variante gezeigt. 2a zeigt eine isometrische Ansicht, 2b eine Seitenansicht und 2c einen Längsschnitt des Rotors 11.
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Der Rotor 11 weist eine Rotorwelle 12 und ein an der Rotorwelle 12 befestigtes Blechpaket 13 auf. An den Blechpaketstirnseiten 14 des Blechpakets 13 ist jeweils ein Kurzschlussring 15 angeordnet. Jeder der Kurzschlussringe 15 weist eine einen Innenbereich 16 umfänglich umschließende Innenumfangsseite 17 auf. Die Innenumfangsseite 17 ist als eine Kühlfluidleitfläche 18 mit einem Innenrand 19 und einem Außenrand 20 ausgebildet. Der Innenbereich 16 erweitert sich, wie an dem linken Kurschlussring 15 in 2c gezeigt, in einer vom Blechpaket 13 abgewandten axialen Richtung 21 radial nach außen. Die Kühlfluidleitfläche 18 ist, wie ebenfalls an dem linken Kurschlussring 15 in 2c gezeigt, in einer zum Blechpaket 13 gerichteten axialen Richtung 22 mit einer konkaven Wölbung 23 versehen.
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Die Rotorwelle 12 ist als Hohlwelle 24 ausgebildet und weist radial ausgerichtete Kühlfluidaustrittsöffnungen 25 auf. Durch die Hohlwelle 24 und die Kühlfluidaustrittsöffnungen 25 kann ein Kühlfluid der Kühlfluidleitfläche 18 zugeleitet werden. Das Blechpaket 13 weist darüber hinaus Kühlfluidkanäle 26 mit Austrittsöffnungen 27 auf. Die Austrittsöffnungen 27 sind, wie insbesondere aus 2b ersichtlich ist, am Innenrand 19 der Kühlfluidleitfläche 18 angeordnet. Auch über die Austrittsöffnungen 27 kann der Kühlfluidleitfläche 18 ein Kühlfluid zugeleitet werden.
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Im Betrieb der elektrischen Maschine 100 erfährt das durch die Kühlfluidaustrittsöffnung 25 und/oder durch die Austrittsöffnung 27 austretende Kühlfluid eine Zentrifugalbeschleunigung radial nach außen. Dadurch wird das Kühlfluid über die Kühlfluidleitfläche 18 nach außen getrieben. Aufgrund der konkaven Wölbung 23 nimmt die entlang der Kühlfluidleitfläche 18 wirkende Komponente der Zentrifugalkraft vom Innenrand 19 zum Außenrand 20 nicht linear mit dem Abstand von der Rotorwelle 12 zu. Die Geschwindigkeit des Kühlfluids nimmt in Richtung des Außenrands 20 folglich weniger stark zu, wodurch auch im Bereich des Außenrands 20 der Kühlfluidleitfläche 18 effektiv Wärme von dem Kühlfluid aufgenommen werden kann.
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Die Kühlfluidleitfläche 18 weist Fluidleitstrukturen 28 auf, welche als radial ausgerichtete Vertiefungen 29 in Form von Rinnen 30 ausgebildet sind. Dabei nimmt eine Breite 31 der Rinnen 30 radial nach außen zu.
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Eine weitere Ausführungsform des Rotors 11 für die elektrische Maschine 100 nach 1 ist in den 3a bis 3c gezeigt. Der in den 3a bis 3c gezeigte Rotor 11 entspricht weitgehend dem Rotor 11 der 2a bis 2c. Gegenüber dem Rotor 11 der 2a bis 2c sind die Fluidleitstrukturen 28 auf der Kühlfluidleitfläche 18 der Kurzschlussringe 15 als Erhebungen 32 in Form von Rippen 33 ausgebildet. Auch die Rippen 33 weisen eine Breite 31 auf, welche radial nach außen zunimmt.
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4a bis 4c zeigen noch eine weitere Ausführungsform des Rotors 11 für die elektrische Maschine 100 nach 1. Die Fluidleitstrukturen 28 der Kurzschlussringe 15 des Rotors 11 der 4a bis 4c sind als Vertiefungen 29 in Form von Rinnen 30 ausgebildet. Entgegen der Ausführungsform der 2a bis 2c sind die Rinnen 30 jedoch nicht radial ausgerichtet, sondern verlaufen im Wesentlichen tangential beziehungsweise in Umfangsrichtung 34 um den Innenrand 19 der Kühlfluidleitfläche 18.
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Zurückkehrend zu 1 können sich bei allen drei vorstehend erläuterten Ausführungsformen des Rotors 11 auf den Stirnseiten 35 der Kurzschlussringe 15 Leitelemente 36 in Form von Leitschaufeln 37 befinden. Das im Betrieb des Rotors 11 vom Innenrand 19 über die Kühlfluidleitfläche 18 zum Außenrand 20 der Kühlfluidleitfläche 18 strömende Kühlfluid fließt anschließend über die Stirnseite 35 des jeweiligen Kurzschlussrings 15 und wird durch die Zentrifugalkraft weiter nach außen getrieben. Das Kühlfluid löst sich vom Kurzschlussring 15 ab und wird auf den Wickelkopf 38 des Stators 10 der elektrischen Maschine 100 geschleudert. Dies kann durch die Leitschaufeln 37 positiv beeinflusst werden.
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Wie ferner in 1 gezeigt, kann die elektrische Maschine 100 als Düsen 39 ausgebildete Kühlfluidzuführvorrichtungen 40 aufweisen, welche ausgebildet sind, das Kühlfluid direkt auf den Innenrand 19 der Kühlfluidleitfläche 18 zu sprühen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Elektrische Maschine
- 10
- Stator
- 11
- Rotor
- 12
- Rotorwelle
- 13
- Blechpaket
- 14
- Blechpaketstirnseite
- 15
- Kurzschlussring
- 16
- Innenbereich
- 17
- Innenumfangsseite
- 18
- Kühlfluidleitfläche
- 19
- Innenrand
- 20
- Außenrand
- 21
- Axiale Richtung
- 22
- Axiale Richtung
- 23
- Wölbung
- 24
- Hohlwelle
- 25
- Kühlfluidaustrittsöffnung
- 26
- Kühlfluidkanal
- 27
- Austrittsöffnung
- 28
- Fluidleitstruktur
- 29
- Vertiefung
- 30
- Rinne
- 31
- Breite
- 32
- Erhebung
- 33
- Rippe
- 34
- Umfangsrichtung
- 35
- Stirnseite
- 36
- Leitelement
- 37
- Leitschaufel
- 38
- Wickelkopf
- 39
- Düse
- 40
- Kühlfluidzuführvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019111931 A1 [0004]
- DE 2019206008 A1 [0005]
- DE 102018215734 A1 [0006]
