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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Aus der
EP 2 724 450 B1 ist eine elektrische Maschine bekannt geworden, die ein Statorgehäuse aufweist, in dem ein Stator mit einem bewickelten Lamellenpaket angeordnet ist. Zur Kühlung der elektrischen Wicklung weist die Rotorwelle einen zentralen Kühlkanal auf, durch den Kühlmittel geführt wird. In der Rotorwelle sind Spritzöffnungen ausgebildet, durch die das Kühlmittel auf den Wickelkopf der elektrischen Wicklung gespritzt wird. Die Spritzöffnung ist derart ausgebildet, dass das Kühlmittel auf den Eckabschnitt des Wickelkopfes auftrifft, so dass die radiale Innenseite und die axiale Endfläche des Wickelkopfes benetzt wird. Bei solch einer Ausführung kann die radiale Außenseite des Wickelkopfes nur unzureichend gekühlt werden, wodurch die Gefahr der Bildung von hot spots im Wickelkopf besteht. Dadurch muss gegebenenfalls nachteilig die Dauerleistung oder die thermische Verfügbarkeit des elektrischen Antriebs eingeschränkt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit und das Verfahren zum Herstellen einer solchen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitskühlung die elektrische Wicklung der elektrischen Maschine axial mit dem Kühlmittel angeströmt werden kann. Dadurch kann der Wickelkopf der elektrischen Wicklung über seine gesamte radiale Erstreckung gleichmäßig und homogen mit dem Kühlmittel angespritzt werden. Dadurch, dass sich die Schleudervorrichtung von der Rotorwelle in Radialrichtung bis zum Wickelkopf erstreckt, wird das Kühlmittel bei der Rotation nach außen bewegt und kann dadurch auch die radial äußeren Lagen des Wickelkopfes mit Kühlmittel benetzen. Dadurch wird eine sehr homogene und gleichmäßige Beaufschlagung des gesamten Wickelkopfs mit Kühlmittel erzielt, wodurch eine Bildung von hot spots im Wickelkopf vermieden wird, die die Verfügbarkeit des elektrischen Antriebs einschränken würden. Durch die verwendete rotierende Schleudervorrichtung kann das Kühlmittel sowohl in Umfangsrichtung als auch in Radialrichtung gleichmäßig auf den Wickelkopf aufgebracht werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale. Durch die Ausbildung von Strömungskanälen, in denen das Kühlmittel in Radialrichtung nach außen transportiert wird, kann der Wickelkopf nicht nur von der radialen Innenseite besprüht werden, sondern auch direkt in Axialrichtung. Hierzu sind an dem Strömungskanal axiale Austrittsöffnungen ausgebildet, durch die das Kühlmittel in Axialrichtung austritt und den Wickelkopf axial anströmt. Dabei kann das Kühlmittel unmittelbar durch Fliehkräfte, die auf das Kühlmittel einwirken, aus der Radialrichtung in die Axialrichtung umgelenkt werden.
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Durch die Ausbildung der Schleudervorrichtung als Schleuderscheibe, die sich von der Rotorwelle in Radialrichtung erstreckt, wird das Auftreten einer Unwucht vermieden. Die Schleuderscheibe weist bevorzugt eine ebene Fläche auf, die sich über den gesamten Umfang ununterbrochen erstreckt. Auf der Schleuderscheibe können in Radialrichtung die Strömungskanäle ausgebildet sein. Die Strömungskanäle können in Axialrichtung geschlossen ausgebildet sein, beispielsweise kann die gesamte Schleuderscheibe als Hohlkörper ausgebildet sein, der durch zwei axial beabstandete parallele Deckelflächen begrenzt ist. Alternativ können auch auf der Schleuderscheibe diskrete Strömungskanäle in Radialrichtung ausgebildet werden, die in Axialrichtung von der Schleuderscheibe abstehen.
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In einer weiteren Ausführung kann der Strömungskanal auch als Führungsrippe ausgebildet sein, die sich von der Rotorwelle radial nach außen erstreckt. Dabei ist die Führungsrippe als in Axialrichtung und in Radialrichtung verlaufende Wand ausgebildet, an der entlang das Kühlmittel radial nach außen geschleudert wird. Eine solche Führungsrippe bildet dabei einen axial offenen Kühlkanal, der auch in Umfangsrichtung nur eine Seitenwand aufweist, die durch die Führungsrippe gebildet wird. Eine solche Schleuderscheibe mit Führungsrippen kann beispielsweise besonders einfach als Spritzgussteil aus Kunststoff, oder als Biegestanzteil aus Blech hergestellt werden. Um das Kühlmittel in Axialrichtung umzulenken, sind an der Führungsrippe beispielsweise Leitelemente ausgebildet, die das Kühlmittel - entsprechend der Funktion von Leitschaufeln - aus der Radialrichtung in die Axialrichtung umlenken. Dabei kann auch ein radialer äußerer Rand der Schleuderscheibe sich hülsenförmig in Axialrichtung erstrecken, sodass der hülsenförmige Fortsatz als Leitelement für das Kühlmittel wirkt. Dadurch wird das Kühlmittel entlang der Innenwand des hülsenförmigen Fortsatzes in Axialrichtung auf den Wickelkopf gelenkt.
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Besonders günstig ist es, wenn entlang der Radialrichtung an den Strömungskanälen mehrere axiale Öffnungen ausgebildet werden, durch die das Kühlmittel in Axialrichtung austritt. Dadurch kann der Wickelkopf gezielt an unterschiedlichen radialen Bereichen mit Kühlmittel angeströmt werden. Ebenso können auch mehrere Strömungskanäle über den Umfang verteilt ausgebildet werden, sodass der Wickelkopf über seinen Umfang gleichmäßig mit Kühlmittel angeströmt wird.
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Die Querschnitte der axialen Austrittsöffnungen aus den Strömungskanälen können dabei bezüglich ihrer Anordnung in Radialrichtung derart variiert werden, dass der Wickelkopf optimal mit Kühlmittel angeströmt wird. Beispielsweise kann der Querschnitt von radial weiter außen liegenden axialen Austrittsöffnungen größer gewählt werden, als der Querschnitt der radial weiter innen liegenden Austrittsöffnungen. Dadurch kann insbesondere auch die radial außen liegende Leiterschicht des Wickelkopfes stärker mit Kühlmittel benetzt werden, die von einem radial an der Innenseite des Wickelkopfs auftreffenden Kühlmittel-Strahl nicht oder nur wenig gekühlt wird.
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Des Weiteren können an den Strömungskanälen auch axiale Austrittsöffnungen ausgebildet werden, die einen schrägen Austrittswinkel für das Kühlmittel aufweisen, so dass die elektrische Wicklung auch in Radialrichtung angeströmt werden kann. Eine solche Austrittsöffnung mit schrägem Austrittswinkel kann beispielsweise radial innerhalb des Wickelkopfes ausgeformt werden, um die radiale Innenseite des Wickelkopfes in Radialrichtung anzuströmen. Durch die Wahl des Austrittswinkels kann auch der axiale Bereich des Wickelkopfes bestimmt werden, der mit dem Kühlmittel angeströmt werden soll.
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Besonders vorteilhaft wird die Schleudervorrichtung über eine hohl ausgebildete Rotorwelle mit Kühlmittel versorgt. Dabei strömt das Kühlmittel in Axialrichtung durch den axialen Hohlraum der Rotorwelle und tritt im axialen Bereich der Strömungskanäle durch radiale Durchführungen aus dem Inneren der Rotorwelle in den radialen Strömungskanal hinein. Das Kühlmittel wird durch die Rotation der Schleudervorrichtung radial nach außen transportiert, so dass ständig Kühlmittel aus dem axialen Hohlraum der Rotorwelle nachgeliefert wird. Insbesondere kann durch diesen Effekt das Kühlmittel durch eine Einführöffnung in der Rotorwelle aus einem Kühlmittel-Reservoir angesaugt werden. Bevorzugt können über den Umfang der Rotorwelle mehrere Strömungskanäle mit mehreren radialen Durchführungsöffnungen ausgebildet werden. Die Strömungskanäle und die radialen Durchführungen in der Rotorwelle sind dabei bevorzugt axial beabstandet zum axialen Ende des Wickelkopfes angeordnet.
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In einer weiteren Ausführung können auch im axialen Bereich des Wickelkopfes radiale Bohrungen in der Wand der Rotorwelle angeordnet sein, durch die das Kühlmittel ohne radiale Strömungskanäle direkt auf die Innenseite des Wickelkopfes gesprüht wird. Dadurch kann zusätzlich die radiale Innenseite des Wickelkopfes durch die zusätzlichen radialen Bohrungen gekühlt werden, die direkt in der Rotorwelle ausgebildet sind.
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Um die Anbindung der Schleuderscheibe an die Rotorwelle mechanisch zu stabilisieren, sind an der Schleuderscheibe Versteifungsrippen angeformt, die die Schleuderscheibe mit der Rotorwelle verbinden. Die Versteifungsrippen sind bevorzugt an der dem Wickelkopf abgewandten axialen Seite der Schleuderscheibe angeformt, und erstrecken sich in Axialrichtung. Deren axiale Erstreckung ist dabei im radial inneren Bereich an der Rotorwelle bevorzugt größer als in einem radial äußeren Bereich. Dadurch bleibt die Schleuderscheibe auch bei hohen Rotor-Drehzahlen und großen Temperaturschwankungen oder Erschütterungen präzise positioniert.
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Die Rotorwelle ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet, die als axiales Führungsrohr für das Kühlmittel dient. An einem axialen Ende der Rotorwelle ist dabei bevorzugt eine Einführöffnung ausgebildet, durch die das Kühlmittel in die Hohlwelle eintritt. Dabei kann das Kühlmittel aus einem Reservoir angesaugt werden, oder mittels Druck in die Rotorwelle eingepresst werden.
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Besonders bevorzugt wird diese Flüssigkeitskühlung bei einer elektrischen Maschine angewendet, bei der die elektrische Wicklung als sogenannte Steckwicklung ausgebildet ist. Dabei sind einzelne, mechanisch stabile Leiterdrähte axial in entsprechende Nuten des Statorgrundkörpers eingefügt. Der Statorgrundkörper kann beispielsweise als geschlossener Statorring ausgebildet werden, der bevorzugt aus einzelnen, axial gestapelten Blechlamellen zusammengesetzt ist. Am axialen Ende des Statorgrundkörpers ragen die Enden der Leiterdrähte axial über den Statorgrundkörper hinaus, und bilden in diesem Bereich die Wickelköpfe der elektrischen Wicklung. An den Wickelköpfen sind die einzelnen Leiterdrähte beispielsweise mechanisch miteinander verbunden, und insbesondere auch in Umfangsrichtung gegeneinander verschränkt. Dabei sind beispielsweise in Radialrichtung mehrere Schichten der Leiterenden unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Dadurch entsteht ein sehr kompakter Wickelkopf, in dem eine relativ große Wärmemenge generiert wird. Durch die erfindungsgemäße Flüssigkeits-Kühlvorrichtung kann der Wickelkopf über einen großen Bereich seiner Oberfläche unmittelbar mit dem Kühlmittel angeströmt werden. Insbesondere kann dabei die radial äußerste Leiterschicht auch direkt in Axialrichtung aus dem Strömungskanal der Schleudervorrichtung angeströmt werden. Alternativ können jedoch auch Wickelköpfe gleichmäßig mittels Kühlmittel angeströmt werden, die mittels Spulenwickeln oder Nadelwickeln oder Flyerwickeln gewickelt wurden.
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Besonders vorteilhaft ist die Flüssigkeits-Kühlung für eine elektrische Maschine geeignet, bei der die Rotorwelle in horizontaler Richtung angeordnet ist, beispielsweise bei einem Traktionsantrieb im Kraftfahrzeug. Aufgrund der Schwerkraft sammelt sich das Kühlmittel innerhalb des Motorgehäuses im vertikal unteren Bereich, so dass besonders darauf geachtet werden muss, dass der vertikal obere Bereich oberhalb der Rotorwelle ebenfalls gut mit Kühlmittel versorgt wird. Durch die radialen Strömungskanäle kann das Kühlmittel radial nach außen in den radialen Bereich des Wickelkopfes geführt werden. Durch die axialen Öffnungen kann das Kühlmittel in Axialrichtung der Rotorwelle auch vertikal oberhalb der horizontalen Rotorwelle in Axialrichtung auf den Wickelkopf aufgetragen werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Kühlung wird das Kühlmittel in Axialrichtung durch die Rotorwelle hindurch geführt, und durch radiale Durchführungen von der Rotorwelle radial nach außen in Strömungskanäle geleitet, die sich radial von der Rotorwelle nach außen bis zu dem radialen Bereich des Wickelkopfes erstrecken. In diesem radialen Bereich des Wickelkopfes sind an den Strömungskanälen axiale Austrittsöffnungen ausgeformt, durch die das Kühlmittel in Axialrichtung den Wickelkopf anströmt. Dabei kann durch die Positionierung der Austrittsöffnungen und die Ausbildung des Austrittswinkels das Kühlmittel sehr gleichmäßig auf die Oberfläche des Wickelkopfes verteilt aufgebracht werden. Optional können an der Rotorwelle zusätzliche radiale Bohrungen ausgebildet werden, durch die das Kühlmittel in Radialrichtung direkt auf die Innenseite des Wickelkopfes gespritzt wird. Mit einer solchen Flüssigkeitskühlung können elektrische Maschinen mit hoher Leistung auch für den Einsatz eines Dauerbetriebs ausreichend gekühlt werden. Als Kühlmittel kann beispielsweise Kühl-Öl verwendet werden, das sich nach dem Benetzen des Wickelkopfes im Motorgehäuse sammelt, und aus diesem wieder abgeführt werden kann, um einen Kühlkreislauf zu realisieren.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ausführungen der Beschreibung und der Zeichnungen, wie diese in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit,
- 2 eine Detaildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels,
- 3 eine Detaildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, und
- 4 schematisch eine Querschnittsdarstellung der Schleudervorrichtung gemäß 3.
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In 1 ist ein Schnitt durch eine elektrische Antriebseinheit 10 dargestellt, bei der ein Stator 12 und ein Rotor 30 innerhalb eines Motorgehäuses 11 gelagert ist. Der Stator 12 weist einen Statorgrundkörper 14 auf, auf dem eine elektrische Wicklung 20 angeordnet ist. Dabei ragt ein Wickelkopf 22 der elektrischen Wicklung 20 axial über die axiale Erstreckung des Statorgrundkörpers 14 hinaus. Der Statorgrundkörper 14 ist beispielsweise in das Motorgehäuse 11 eingepresst, das an seiner radialen Außenseite beispielsweise Kühlrippen 13 aufweist. Der Rotor 30 ist als Innenläufer radial innerhalb der elektrischen Wicklung 20 angeordnet, wobei eine Rotorwelle 32 des Rotors 30 in Lagerschilden 16 des Motorgehäuses 11 gelagert ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Axialrichtung 8 der Rotorwelle 32 horizontal ausgerichtet. Die elektrische Wicklung 20 wird durch eine Flüssigkeitskühlung gekühlt, bei der Kühlmittel 44 direkt auf den Wickelkopf 22 aufgespritzt wird, der axial über den Statorgrundkörper 14 und den Rotor 30 hinaus ragt. Dazu weist die Rotorwelle 32 einen axialen Hohlraum 34 auf, wobei durch eine Einführöffnung 28 Kühlmittel 44 in das Innere der Rotorwelle 32 hinein gelangt, und dort in Axialrichtung 8 bis zu einer Schleudervorrichtung 40 geführt wird. Dabei wird das Kühlmittel 44 durch eine radiale Durchführung 36 in der Rotorwelle 32 zur Schleudervorrichtung 40 geführt, die sich von der Rotorwelle 32 in Radialrichtung 7 nach außen erstreckt. Die Schleudervorrichtungen 40 weist Strömungskanäle 43 auf, die sich in Radialrichtung 7 von einem radial inneren Bereich 41 der Schleudervorrichtung 40 radial nach außen zu einem radial äußeren Bereich 42 der Schleudervorrichtung 40 erstrecken. Im radial äußeren Bereich 42 wird das Kühlmittel 44 von der Schleudervorrichtung 40 in Axialrichtung 8 auf den Wickelkopf 22 geführt. Dabei nimmt das Kühlmittel 44 die in der elektrischen Wicklung 22 generierte Wärme auf, und wird durch einen Auslass 18 im Motorgehäuse 11 abgeführt. Durch die axiale Anströmung des Wickelkopfes 22 von der Schleudervorrichtung 40 mit dem Kühlmittel 44 kann der Wickelkopf 22 über seine gesamte radiale Erstreckung 19 wirksam gekühlt werden.
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In 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer weiteren Ausführung einer elektrischen Maschine 10 mit einer Schleudervorrichtung 40 dargestellt. Die Rotorwelle 32 ist als Hohlwelle ausgebildet, sodass durch ihren inneren axialen Hohlraum 34 das Kühlmittel 44 geführt werden kann. Die Schleudervorrichtung 40 ist hier als Schleuderscheibe 50 ausgebildet, die in Axialrichtung 8 geschlossene Strömungskanäle 43 aufweist. Das Kühlmittel 44 wird durch die radiale Durchführung 36 in der Wand der Rotorwelle 32 in die radialen Strömungskanäle 43 geführt. Durch die Rotation der Rotorwelle 32 - und damit der Schleuderscheibe 50 - wird das Kühlmittel 44 in den radialen Strömungskanälen 43 radial nach außen geführt. In dem radial äußeren Bereich 42 der Schleuderscheibe 50 sind axiale Öffnungen 46 ausgebildet, durch die das Kühlmittel 44 in Axialrichtung 8 austritt und den Wickelkopf 22 anströmt. Bei dieser Ausführung sind über die Radialrichtung 7 verteilt mehrere axiale Öffnungen 46 am Strömungskanal 43 ausgeformt. Die radiale Lage der axialen Öffnungen 46 ist dabei so gewählt, dass diese im radial äußeren Bereich 42 innerhalb der radialen Erstreckung 19 des Wickelkopfes 22 ausgebildet sind. Dabei kann der Querschnitt 47 der axialen Öffnungen 46 derart angepasst werden, dass der gesamte Wickelkopf 22 gleichmäßig mit Kühlmittel 44 angeströmt wird. Über den Umfang der Schleuderscheibe 50 verteilt können ebenfalls mehrere axiale Öffnungen 46 angeordnet werden, um die elektrische Wicklung 20 gleichmäßiger zu kühlen. In 2 ist im Bereich zwischen dem Wickelkopf 22 und der Rotorwelle 32 eine weitere axiale Öffnung 46 mit einem schrägen Anströmungswinkel 48 ausgebildet. Durch diesen schrägen Strömungswinkel 48 wird Kühlmittel 44 an die radiale Innenseite 21 des Wickelkopfes 22 geführt. Dadurch kann die radiale Innenseite 21 des Wickelkopfes 22 effektiv über dessen axiale Erstreckung 59 mit dem Kühlmittel 44 benetzt werden. Die Schleuderscheibe 50 ist beispielsweise mittels Versteifungsrippen 52 mit der Rotorwelle 32 verbunden, um die Schleudervorrichtung 40 auch bei hohen Drehzahlen mechanisch zu stabilisieren. Die elektrische Wicklung 20 ist bei dieser Ausführung als Steckwicklung 24 ausgebildet, bei der Leiterdrähte 25 über die gesamte axiale Länge von Statornuten 15 des Statorgrundkörpers 14 in diesen eingesteckt sind. Die axialen Enden 26 der Leiterdrähte 25 sind beispielsweise miteinander verschweißt und/oder in Umfangsrichtung 9 verschränkt, wobei die Enden 26 der Leiterdrähte 25 dabei insbesondere so dicht zueinander angeordnet sind, dass Kühlmittel 44, das nur von der radialen Innenseite 21 auf den Wickelkopf 22 auftrifft, nur unzureichend radial an die Außenseite 23 des Wickelkopfes 22 durchdringen kann. Wird hingegen der Wickelkopf 22 mittels der Schleudervorrichtung 40 in Axialrichtung 8 von dem Kühlmittel 44 angeströmt, kann entsprechend der Ausbildung der axialen Öffnungen 46 auch die radiale Außenseite 23 des Wickelkopfes 22 gekühlt werden. Ist die Rotorwelle 32 in horizontaler Richtung angeordnet, tropft das Kühlmittel 44 durch die Schwerkraft ab, und sammelt sich an einem Auslass 18 des Motorgehäuses 11. Als Kühlmittel 44 wird beispielsweise ein Kühl-Öl verwendet, das insbesondere den gesamten Wickelkopf 22 benetzt.
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3 zeigt eine weitere Ausführung einer Schleudervorrichtung 40 anhand des in 2 gezeigten Stators 12. Die Schleudervorrichtung 40 weist hier eine Schleuderscheibe 50 auf, an der die Strömungskanäle 43 axial offen ausgebildet sind. Hierzu sind an der Schleuderscheibe 50 Führungsrippen 62 für das Kühlmittel 44 angeformt, die sich in Radialrichtung 7 und in Axialrichtung 8 erstrecken. Die Führungsrippen 62 sind hier an der den Versteifungsrippen 52 axial gegenüberliegenden axialen Seite der Schleuderscheibe 50 angeordnet. Die axiale Abmessung 63 der Führungsrippen 62 ist in 3 über die gesamte radiale Erstreckung der Führungsrippen 62 konstant ausgebildet. Am radial äußeren Bereich 42 sind an den Führungsrippen 62 Leitelemente 64 angeordnet, die die radiale Strömung des Kühlmittels 44 in Axialrichtung 8 umlenken, um den Wickelkopf 22 anzuströmen. Die Leitelemente 64 können dabei unmittelbar am radialen Ende der Führungsrippen 62 ausgebildet werden, oder durch einen hülsenförmigen Rand 66 der Schleuderscheibe 50 realisiert werden. Die Leitelemente 64 können dabei derart ausgeformt werden, dass das Kühlmittel 44 den Wickelkopf 22 über dessen gesamter radialen Erstreckung 19 anströmt. Die Schleuderscheibe 50 kann beispielsweise kostengünstig als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt werden. Dabei können die Führungsrippen 62 - und insbesondere auch die Leitelemente 64 - einstückig mit der Schleuderscheibe 50 aus Kunststoff geformt werden. Alternativ können die Führungsrippen 62 mit den Leitelementen 64 auch als Biegestanzteil aus Metall gefertigt werden. In 3 ist eine weitere Variation der Erfindung dargestellt, bei der in der Rotorwelle 32 zusätzlich mindestens eine radiale Bohrung 38 ausgebildet ist, durch die Kühlmittel 44 direkt vom axialen Hohlraum 34 in Radialrichtung 7 nach außen austritt, und die Innenseite 21 des Wickelkopfes 22 anströmt. Durch die Ausformung solcher zusätzlichen radialen Bohrungen 38 kann zusätzlich zu der axialen Anströmung des Wickelkopfes 22 durch das Kühlmittel 44 auch gleichzeitig die radiale Innenseite 21 des Wickelkopfes 22 effizient gekühlt werden. Dabei können beispielsweise über die axiale Erstreckung 59 des Wickelkopfes 22 - oder insbesondere der beiden Wickelköpfe 22 - auch mehrere radiale Bohrungen 38 in der Rotorwelle 32 ausgebildet werden. In 2 und 3 ist die Schleudervorrichtung 40 nur am Wickelkopfes 22 einer axialen Seite des Statorgrundkörpers 14 dargestellt, eine weitere Schleudervorrichtung 40 kann jedoch auch zusätzlich an dem axial gegenüberliegenden Wickelkopf 22 ausgebildet werden.
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In 4 ist ein Schnitt gemäß III - III der 3 mit Blick auf die Schleudervorrichtung 40 dargestellt. Die Schleuderscheibe 50 ist über den gesamten Umfang geschlossenen ausgebildet und weist an ihrem radial äußeren Bereich 42 den hülsenförmigen Rand 66 auf. Der hülsenförmigen Rand 66 schließt in Radialrichtung 7 näherungsweise mit der radialen Außenseite 23 des Wickelkopfes 22 ab. An der Schleuderscheibe 50 sind hier beispielsweise vier Führungsrippen 62 angeordnet, die sich mit einer radialen Abmessung 61 in Radialrichtung 7 erstrecken. Die Führungsrippen 62 bilden axial offene Strömungskanäle 43, wobei die Strömungskanäle 43 jeweils nur genau eine tangentiale Wand mit der axialen Abmessung 63 aufweisen, die durch die Führungsrippe 62 gebildet wird. Durch die Rotation der Schleuderscheibe 50 wird das Kühlmittel 44 vom inneren Hohlraum 34 der Rotorwelle 32 durch die radialen Durchführungen 36 entlang der Führungsrippen 62 radial nach außen geführt. Im radial äußeren Bereich 42 sind an den Führungsrippen 62 die Leitelemente 64 ausgebildet, die das Kühlmittel 44 in Axialrichtung 8 umlenken. Dabei kann das Leitelement 64 als eine radiale Lücke 68 zwischen dem radialen Ende der Führungsrippe 62 und dem hülsenförmigen Rand 66 ausgebildet sein, an der das Kühlmittel 44 axial entlang der Innenseite des hülsenförmigen Rands 66 zum Wickelkopf 22 geleitet wird. Alternativ kann als Leitelement 64 auch eine Leitschaufel 69 ausgeformt sein, die das radial anströmende Kühlmittel 44 in Axialrichtung 8 umgelenkt.
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Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Kontur und Anzahl, sowie das Fertigungsverfahren der radialen Strömungskanäle 43, sowie der axialen Öffnungen 46 bzw. der Leitelemente 64 entsprechend variiert werden. Die Schleudervorrichtung 40 kann dabei einzelne diskrete Strömungskanäle 43 aufweisen, oder insbesondere als Schleuderscheibe 50 mit einem sich über den gesamten Umfang erstreckenden radialen Strömungskanal 43 ausgebildet sein. Der Querschnitt und der Austrittswinkel 48 der axialen Öffnungen 46 kann dabei auch an die Kühl-Erfordernisse der elektrischen Wicklung 20 angepasst werden. Die elektrische Maschine 10 ist bevorzugt als elektronisch kommutierter Motor ausgebildet, wobei die elektrische Wicklung 20 alternativ zur Steckwicklung 24 auch als gewickelte Spulenwicklung 20 ausgebildet sein kann. Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise für den Drehantrieb von Komponenten oder als Traktionsantrieb im Kraftfahrzeug, ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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