DE112017000617T5 - Elektrische Rotationsmaschine ausgestattet mit Kühlrippen - Google Patents

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DE112017000617T5
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Michel Fakes
Philippe Masson
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    • HELECTRICITY
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Abstract

Die Erfindung betrifft im Wesentlichen eine elektrische Rotationsmaschine (100), die eingerichtet ist, zumindest im Generatormodus betrieben zu werden, um ein Kraftfahrzeug mit Energie zu versorgen, wobei die besagte elektrische Rotationsmaschine umfasst: - einen elektronischen Leistungsschaltkreis (15), der elektrisch mit Phasenwicklungen des Stators (3) verbunden ist, -einen Kühlkörper (16), der einerseits eine erste Fläche, auf die der elektronische Leistungsschaltkreis (15) montiert ist, und andererseits eine zweite Fläche umfasst, die der ersten Fläche gegenüberliegt und dem besagten hinteren Lager (4) zugewandt ist, -einen Kühlmittelströmungskanal (17) zwischen einer Oberseite des besagten hinteren Lagers (4), die dem Kühlkörper (16) zugewandt ist, und der zweiten Fläche des besagten Kühlkörpers (16), dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite des besagten Kühlkörpers (16) Kühlrippen (18) umfasst, und dass sich zumindest ein axiales Ende einer Rippe (18) axial zumindest bis zur Höhe der Oberseite des besagten hinteren Lagers (4) erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Rotationsmaschine ausgestattet mit Kühlrippen. Eine besonders vorteilhafte, aber nicht ausschließliche Anwendung findet die Erfindung bei elektrischen Rotationsmaschinen, die zumindest im Generatorbetrieb arbeiten.
  • In an sich bekannter Weise umfassen elektrische Rotationsmaschinen einen Stator und einen mit einer Welle drehfesten Rotor. Der Rotor kann mit einer antreibenden und/oder angetriebenen Welle drehfest sein.
  • Der Stator ist in einem Gehäuse montiert, das eingerichtet ist, die Welle auf Lagern durch Wälzkörper drehbar zu tragen. Der Rotor umfasst einen Körper, der aus einem Stapel Blechen gebildet ist, der mittels eines geeigneten Befestigungssystems in Paketform gehalten wird. Der Rotor umfasst Pole, die z.B. von Permanentmagneten gebildet werden, die in Hohlräumen in der magnetischen Masse des Rotors einliegen. Alternativ sind die Pole in einer so genannten „Schenkel“-pol Architektur durch Spulen gebildet, die um Rotorarme gewickelt sind.
  • Darüber hinaus umfasst der Stator einen Körper, der aus einem Stapel dünner Bleche besteht, die ein Joch bilden, dessen Innenfläche mit nach innen offenen Nuten zur Aufnahme von Phasenwicklungen versehen ist. Diese Wicklungen durchqueren die Nuten im Statorkörper und bilden auf beiden Seiten des Statorkörpers vorstehende Wickelköpfe. Die Phasenwicklungen werden z.B. aus einem mit Emaille überzogenen Endlosdraht oder aus leitfähigen Elementen in Stabform hergestellt, die durch Schweißen miteinander verbunden sind. Diese Wicklungen sind mehrphasige Wicklungen, die im Stern oder Dreieck verschaltet sind und deren Ausgänge mit einem elektronischen Leistungsschaltkreis insbesondere im Falle eines Generators umfassend einen Brückengleichrichter, verbunden sind. Ein solcher Brückengleichrichter kann eine Energie von etwa 150 Watt abgeben.
  • Wie im Dokument FR2847085 beschrieben ist, umfasst ein Kühlkörper zur Kühlung des Brückengleichrichters eine Fläche, auf die die elektronische Leistungsschaltung montiert ist, und eine Fläche, die dem hinteren Lager zugewandt ist. Ein Strömungskanal für ein Kühlfluid, in diesem Fall Luft, die durch einen vom Rotor getragenen Lüfter in Bewegung versetzt wird, ist zwischen der dem Kühlkörper zugewandten Fläche des hinteren Lagers und der gegenüberliegenden Fläche des Kühlkörpers angeordnet. Des Weiteren sind zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche Kühlrippen in dem Fluidströmungskanal angeordnet.
  • Das Problem besteht darin, dass die Länge der Kühlrippen begrenzt ist, soweit es notwendig ist, einen Abstand zwischen den Rippen und der dem hinteren Lager zugewandten Fläche zu gewährleisten, um die Montage der Anordnung ohne Bruchgefahr zu ermöglichen. Anders ausgedrückt bedeutet die axiale Ausdehnung der Rippen, dass die elektrische Maschine mehr Bauraum einnehmen würde, da in jedem Fall ein vordefiniertes minimales Montagespiel beibehalten werden muss.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteil wirksam zu überwinden, indem sie eine elektrische Rotationsmaschine vorschlägt, die eingerichtet ist, zumindest im Generatormodus betrieben zu werden, um ein Kraftfahrzeug mit Energie zu versorgen, wobei die elektrische Rotationsmaschine umfasst:
    • - ein hinteres Lager,
    • - einen Rotor, der auf einer Rotorwelle befestigt ist, die mindestens von dem hinteren Lager getragen wird,
    • - einen Stator, der den Rotor umgibt, wobei der besagte Stator eine Erregerwicklung umfasst, die Spulen aufweist, welche Phasen der elektrischen Maschine bilden,
    • - wobei das besagte hintere Lager seitliche Kühlfluidauslassöffnungen und mindestens eine axiale Kühlfluideinlassöffnung in den besagten Stator (3) umfasst,
    • - einen elektronischen Leistungsschaltkreis, der elektrisch mit den Phasenwicklungen des besagten Stators verbunden ist,
    • - einen Kühlkörper, der einerseits eine erste Fläche, auf die der elektronische Leistungsschaltkreis montiert ist, und andererseits eine zweite Fläche umfasst, die der ersten Fläche gegenüberliegt und dem hinteren Lager zugewandt ist,
    • - einen Kühlmittelströmungskanal zwischen einer Oberseite des besagten hinteren Lagers, die dem Kühlkörper zugewandt ist, und der zweiten Fläche des besagten Kühlkörpers,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite des besagten Kühlkörpers Kühlrippen umfasst, und dass sich zumindest ein axiales Ende einer Rippe axial zumindest bis zur Höhe der Oberseite des besagten hinteren Lagers erstreckt.
  • Die Erfindung ermöglicht es somit, ohne Vergrößerung des axialen Bauraums der elektrischen Maschine die Austauschfläche durch Verlängerung der Kühlrippen zu vergrößern und somit die Kühlung der elektrischen Maschine zu verbessern.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst zumindest eine Rippe eine der Öffnung gegenüberliegende Basis und ihr axiales Ende, das sich axial zumindest bis zur Höhe der Oberseite des besagten hinteren Lagers erstreckt. Dies ermöglicht es, den Kühlkörper ohne das Risiko zu montieren, dass die Rippen das hinteren Lager berühren.
  • Gemäß einer Variante weist mindestens eine Rippe einen Abschnitt auf, der innerhalb der besagten axialen Öffnung des besagten hinteren Lagers liegt.
  • Dies ermöglicht, einen Rippenabschnitt in einer Beschleunigungszone des Fluids zu erhalten, und kann somit eine bessere Kühlung der Rippe erreichen.
  • Gemäß einer Variante erstreckt sich die besagte Rippe ausschließlich gegenüber der besagten axialen Öffnung des besagten hinteren Lagers.
  • Gemäß einer Variante weist die mindestens eine Rippe ferner einen Abschnitt gegenüber der vollen Oberseite des besagten hinteren Lagers auf. Dies ermöglicht, eine größere Oberfläche der Rippe des Kühlkörpers zu erhalten.
  • Gemäß einer Variante weist die elektrische Rotationsmaschine ferner mindestens eine zweite Rippe auf, die gegenüber der axialen Öffnung des besagten hinteren Lagers und beabstandet zur Oberseite des besagten hinteren Lagers liegt. Dies ermöglicht, das Einströmen der Luft in das Innere der elektrischen Maschine zu erleichtern.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorgenannten Ausführungsvariante ist die besagte axiale Öffnung des hinteren Lagers von einer ersten und einer zweiten Seitenkante, wobei die erste Seitenkante näher an einer Achse des besagten Rotors liegt, als die zweite Seitenkante, und von zwei weitere Endkanten begrenzt, die die erste Seitenkante und die zweite Seitenkante miteinander verbinden, wobei die besagte zweite Rippe eine der Rippen ist, die einer der beiden Endkanten am nächsten liegt.
  • Gemäß einer Variante umfasst das besagte hintere Lager mindestens einen Deflektor, der am Ausgang einer seitlichen Öffnung des besagten hinteren Lagers angeordnet ist. Dies ermöglicht es, die Kreisströmung warmer Luft zu reduzieren, d.h. ein erneutes Ansaugen warmer Luft, die durch die radialen Öffnungen des Lagers austritt, zu vermeiden.
  • Gemäß einer Variante umfasst die elektrische Rotationsmaschine eine Schutzabdeckung, die den besagten elektronischen Leistungsschaltkreis und den besagten Kühlkörper abdeckt.
  • Gemäß einer Variante umfasst die besagte Schutzabdeckung mindestens ein hochgebogenes Ende, um den Deflektor zu bilden.
  • Gemäß einer Variante umfasst die besagte Schutzabdeckung mindestens eine axiale Öffnung, um Fluid durchzulassen.
  • Gemäß einer Variante umfasst der besagte Kühlkörper mindestens eine Hauptöffnung für das Hindurchtreten der besagten Rotorwelle und mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist, die es dem Kühlfluid ermöglicht, durch die besagte axiale Öffnung der Abdeckung zu der besagten axialen Öffnung des besagten hinteren Lagers zu gelangen. Dies ermöglicht, dass durch die axiale Öffnung der Schutzabdeckung gekühltes Fluid in die elektrische Maschine hineindringt, um die in das Innere der elektrischen Maschine eingebrachte Temperatur des Fluids zu senken und die Kühlung zu verbessern. Die Tatsache, dass das Fluid eine Öffnung des Kühlkörpers durchquert, ermöglicht es, die Oberfläche zur Wärmeabgabe des Kühlkörpers in den Weg des Fluids zu erstrecken. Dadurch wird der Brückengleichrichter besser gekühlt.
  • Gemäß einer Variante umfasst der besagte Kühlkörper eine Vielzahl von Belüftungsöffnungen. Dies ermöglicht, die axiale Oberfläche des Kühlkörpers, die vom axialen Luftstrom innerhalb der elektrischen Maschine überstrichen wird, zu maximieren.
  • Gemäß einer Variante erstreckt sich mindestens eine Belüftungsöffnung entlang einem kreisförmigen Abschnitt um die besagte Rotorwelle herum. Dies ermöglicht, die Wärmeaustauschzone zwischen den Öffnungen des Kühlkörpers und dem axialen Kühlfluidkanal zu vergrößern. Hierdurch wird infolge der axialen Strömung eine größere Zone des Kühlkörpers gekühlt.
  • Gemäß einer Variante weist die elektrische Maschine einen Positionssensor auf, der um die besagte Rotorwelle herum, zumindest teilweise die Hauptöffnung versperrend angeordnet ist. Dies ermöglicht, axialen Bauraum zu gewinnen, indem der Sensor in die Dicke des Kühlkörpers integriert wird, während der Kühlkörper gekühlt wird.
  • Gemäß einer Variante ist der besagte Positionssensor ein Resolver, der die besagte Hauptöffnung entlang eines gesamten Umfangs der Rotorwelle versperrt. Dies ermöglicht es, das Fluid durch die Öffnungen des Kühlkörpers hindurch zu zwingen und nicht zwischen Kühlkörper und Welle hindurch.
  • Die Erfindung wird besser durch Lesen der folgenden Beschreibung und Studium der begleitenden Figuren verstanden. Diese Figuren dienen ausschließlich der Veranschaulichung und beschränken die Erfindung nicht.
    • Die 1a zeigt eine Ansicht eines Teilquerschnitts des hinteren Teils eines Generator-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • Die 1b zeigt eine Ausführungsvariante des Generator-Starters in 1a;
    • Die 2 zeigt eine Seitenansicht der Kühlrippen, die in dem Generator-Starter der 1a verwendet sind;
    • Die 3a und 3b sind Seitenansichten, die Ausführungsvarianten der Kühlrippen veranschaulichen;
    • Die 4 zeigt den hinteren Teil des Generator-Starters mit dem Zwischenbereich, auf dem Leistungselektronik angeordnet ist;
    • Die 5 ist eine Detailansicht des hinteren Lagers, die die Öffnungen veranschaulicht, zu denen sich mindestens ein Teil der Kühlrippen hin erstreckt;
    • Die 6 ist eine Ansicht eines Teilquerschnitts einer Ausführungsvariante des Generator-Starters nach der vorliegenden Erfindung, die einen erfindungsgemäßen, mit Belüftungsöffnungen versehenen Kühlkörper umfasst;
    • Die 7 ist eine Draufsicht des Kühlkörpers der Figur der 6;
    • Die 8a und 8b sind Draufsichten, die Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Kühlkörpers veranschaulichen.
  • Identische, ähnliche oder einander entsprechende Elemente behalten denselben Bezug von einer Figur zur anderen.
  • Die 1a zeigt eine Schnittansicht der Rückseite eines Generators-Starters 100 umfassend eine Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung. Dieser Generator-Starter 100 ist eingerichtet, in reversibler Weise in einem Generatormodus, um eine Leistung an die Batterie und das Bordnetz des Fahrzeugs zu liefern, und in einem Motormodus betrieben zu werden, um insbesondere den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs mit mechanischer Leistung zu versorgen, um sicherzustellen, dass er gestartet wird.
  • Der Generator-Starter 100 umfasst einen Rotor 1 einer Achse X, der auf einer Rotorwelle 2 befestigt ist. Dieser Rotor 1 umgibt einen Stator 2, der mit einer Erregerwicklung 7 ausgestattet ist. Der Stator 3 wird durch das hintere Lager 4 und das vordere Lager (nicht dargestellt) getragen, welche die Rotorwelle 2 durch Wälzkörper halten.
  • Der Generator-Starter 100 umfasst einen Brückengleichrichter mit MOS-Leistungstransistoren, die mit Steuereinheiten dieser Leistungstransistoren verbunden sind. Dieser Brückengleichrichter und diese Steuereinheiten bilden zusammen die Leistungselektronik des Generator-Starters, referenziert mit 15. Diese Leistungselektronik 15 ist auf die Oberseite eines Kühlkörpers 16 montiert. Der elektronische Leistungsschaltkreis 15 kann direkt oder über einen Stecker mit den Phasenwicklungen des Stators 3 elektrisch verbunden sein.
  • Insbesondere kann der Stecker (nicht in den Figuren dargestellt) Leiterbahnen aufweisen, um die Phasen zu verschalten, und mit einem Kunststoffmaterial vergossen sein. Dieser Stecker kann am Lager 4 zwischen dem Lager 4 und den Rippen 181 des Kühlkörpers 16 befestigt sein.
  • Die axiale, zu dem hinteren Lager 4 orientierte Fläche des Kühlkörpers 16 bildet eine Wand eines Kühlfluidströmungskanals 17 im Generator-Starter 100. Die andere Wand dieses Kanals 17 ist durch die Oberseite des hinteren Lagers 4 gebildet, die dem Kühlkörper 16 zugewandt ist.
  • Die Schutzabdeckung 11 umfasst Öffnungen 11a, die sich gegenüber dem Kühlfluidströmungskanal 17 befinden. Auf diese Weise wird das Kühlfluid, und insbesondere die Luft, seitlich durch diese Öffnungen 11a in den hinteren Bereich des Generator-Starters 100 eingeführt, und zirkuliert dann, unter dem Kühlkörper 16, die Leistungselektronik 15 kühlend, in den Kanal 17. Ein Lüfter 5, der auf der Rotorwelle 2 oder auf Rotor 1 befestigt ist, gewährleistet das Einsaugen der Luft oder eines ganz anderen Fluids in den Kanal 17. Die Luft strömt zu den axialen Öffnungen 4a des Lagers 4 bevor sie sich durch die seitlichen Öffnungen 4b des Lagers 4 entleert.
  • Der Kühlkörper 16 umfasst auf seiner Unterseite gegenüber der die Leistungselektronik tragenden Fläche Kühlrippen 18, 18', 18", 18"', 18"". In der Ausführungsvariante der 1a und 2, umfassen die Rippen 18 einen ersten Abschnitt 181, der sich gegenüber der vollen Fläche von Lager 4 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 182, der axial länger ist, als der erste Abschnitt 181. In diesem Fall befindet sich der zweite Abschnitt 182 gegenüber einer entsprechenden Öffnung 4a des Lagers 4 und erstreckt sich zumindest teilweise innerhalb der Öffnung 4a. Der Abschnitt 182 der Rippe 18 wird als „gegenüberliegend“ einer zentralen Öffnung 4a betrachtet, wenn eine Gerade senkrecht zur Fläche des Kühlkörpers 16 durch den Abschnitt 182 und gleichfalls durch die entsprechende axiale Öffnung 4a verläuft.
  • Wie in 2 zu sehen ist, umfasst der Kühlkörper 16 auch Rippen 18', die der vollen Fläche des Lagers 4 gegenüberliegen. Die Rippen 18' haben ein axiales Ende, das beabstandet zur Fläche des Lagers 4 ist.
  • In der Ausführungsvariante der 3a sind die Rippen 18" gegenüber der Öffnung 4a und beabstandet zur Oberseite des Lagers 4 angeordnet. Genauer gesagt, wie besser in 5 zu sehen ist, umfasst jede Öffnung 4a eine erste Seitenkante 41 und eine zweite Seitenkante 42, wobei die erste Kante 41 näher an der Achse X liegt, als die zweite Kante 42. Jede Öffnung 4a umfasst ferner zwei weitere Endkanten 43, 44, die die erste Kante 41 und die zweite Kante 42 miteinander verbinden. Die Rippen 18" entsprechen Rippen, die einer der beiden, die Öffnung 4a begrenzenden Endkanten 43, 44 am nächsten liegen. Dies erleichtert den Luftdurchtritt in das Innere der entsprechenden Öffnung 4a über die Arme 45, die zwei aufeinanderfolgende Öffnungen 4a trennen.
  • In der Ausführungsvariante der 3b sind die Rippen 18'" gegenüber einer Öffnung 4a angeordnet, wobei sie ein Ende haben, das sich axial im Wesentlichen bis zur Höhe der Oberseite des hinteren Lagers 4 erstreckt.
  • In der Ausführungsvariante der 1b erstrecken sich die Rippen 18"" ausschließlich gegenüber einer entsprechenden Öffnung 4a, d.h. dass die Rippen 18"" frei von dem Abschnitt 181 sind, der sich gegenüber der vollen zum Kühlkörper 16 gedrehten Fläche des Lagers 4 erstreckt.
  • Die benachbarten Rippen bilden radiale Kanäle, die das Kühlfluid durch den Kanal 17 führen. Somit umfassen diese Kanäle eine Unterseite, die durch das hintere Lager 4 gebildet ist, die zwei zueinander gerichteten Seiten zweier benachbarter Rippen und den U-Boden des Kühlkörpers 16, der zwischen zwei benachbarten Rippen gebildet ist. Vorteilhafterweise sind die Rippen 18, 18', 18", 18'", 18"" radial in Richtung der sich zu den axialen Öffnungen 4a des hinteren Lagers 4 konzentrierenden Fluidströmung angeordnet. Somit wird die Leistungselektronik 15 durch Konduktion gekühlt, nachdem der Kühlkörper 16 über die entlang ihrer Länge von der Luftströmung 18 überstrichenen Rippen 18 gekühlt wurde.
  • Ferner umfasst der Kühlkörper 16 eine Hauptöffnung 16a, um die Rotorwelle 2 hindurchtreten zu lassen. In der Ausführungsvariante der 1a und 1b ist die axiale Hauptöffnung 16a derart gestaltet, dass zwischen dieser Rotorwelle 2 und dem Kühlkörper 16 ein Freiraum 22 existiert, durch den ebenfalls Luft zirkulieren kann. Dieser Freiraum 22 bildet gemeinsam mit dem die Welle 2 und die Leistungselektronik 15 trennenden Raum einen axialen Fluidströmungskanal.
  • Axiale Öffnungen 11b sind im Boden der Schutzhaube 11 ausgebildet, so dass Luft durch diese Öffnungen 11b in den Generator-Starter gesaugt wird und dann durch den Raum 22 entlang der Rotorwelle 2 strömt, um den Strömungskanal 17 unter dem Kühlkörper 16 zu erreichen.
  • Alternativ ist, wie in 7 dargestellt, ein Sensor 23 zur Messung der Winkelposition der Rotorwelle 2 um die Rotorwelle 2 angeordnet. Hierbei ist der Positionssensor 23 ein Resolver, der die Öffnung 16a entlang des gesamten Umfangs der Rotorwelle 2 versperrt.
  • In diesem Fall umfasst der Kühlkörper 16 Belüftungsöffnungen 16b, die auch in 6 sichtbar sind und der Luft erlauben, die axialen Öffnungen 11b der Abdeckung 11 in Richtung der axialen Öffnungen 4a des hinteren Lagers 4 zu strömen. Man maximiert somit die axiale Oberfläche des Kühlkörpers, die von der axialen Luftströmung in das Innere der Maschine überstrichen wird.
  • Die Belüftungsöffnungen 16b können eine runde Form haben, wie dies in den 7 und 8 dargestellt ist. In der Ausführungsvariante von 7 sind die Öffnungen 16b zueinander ausgerichtet, während die Öffnungen 16b in der Ausführungsvariante von 8a umfänglich um die Hauptöffnung 16a herum angeordnet sind.
  • Alternativ können die Öffnungen 16b eine längliche Form derart haben, dass sie sich über einen Winkelabschnitt um die Rotorwelle 2 herum erstrecken (vgl. 8b).
  • In der Ausführungsvariante der 8a und 8b umfasst der Kühlkörper 16 eine radiale Ausnehmung 16c zur Aufnahme eines Hall-Effekt-Positionssensors auf, der dann den Resolver ersetzt.
  • Alternativ umfasst der Kühlkörper 16 eine einzelne Belüftungsöffnung 16b.
  • Somit wird die Leistungselektronik 15 einerseits seitlich über den Kanal 17 und andererseits axial über den Kanal 22 oder die Öffnungen 16b gekühlt, um von außen einströmender Luft zu erlauben, den Kanal 22 zu erreichen. Diese zusätzliche axiale Luftströmung ermöglicht es, eine bessere Kühlung der inneren Teile des Generators, wie der Wickelköpfe der Erregerwicklungen, durch eine Erhöhung der gesamten Luftströmungsmenge in die Maschine zu erhalten.
  • Der Strömungsweg des Kühlfluids auf der Rückseite des Generator-Starters ist durch Pfeile und gestrichelte Linien in den 1a, 1b und 6 dargestellt.
  • Deflektoren 24 sind stromabwärts der Öffnungen 4b angeordnet, die in dem hinteren Lager 4 ausgebildet sind. Diese Deflektoren 24 ermöglichen es, den Einlassfluidstrom vom Auslassfluidstrom abzulenken, so dass das aus dem Generator-Starter austretende Fluid nicht sofort wieder in den Kanal 17 eingeleitet wird. Man verhindert somit eine signifikante Rezirkulation des aus dem Inneren des Starter-Generators kommenden warmen Fluids.
  • Diese Deflektoren 24 können auf Lager 4 nahe der Öffnungen 4b befestigt sein. Die Deflektoren 24 können auch in der Schutzabdeckung 11 ausgebildet sein, z.B. durch Anheben der Enden der Schutzabdeckung, wie in den 1a, 1b und 6 dargestellt ist.
  • Die Schutzabdeckung 11 kann den gesamten hinteren Teil des Generator-Starters abdecken, d.h. dass sie die auf dem Kühlkörper 16 montierte Leistungselektronik 15 und vollständig das hintere Lager 4 abdeckt. In diesem Fall kann die Schutzabdeckung 11 Öffnungen aufweisen, die stromabwärts der seitlichen Öffnungen 4b des hinteren Lagers 4 ausgebildet und dazu bestimmt sind, das Fluid aus dem Generator-Starter austreten zu lassen.
  • Der Kühlkörper 16 ist am hinteren Lager 4 mittels Zuganker 20 befestigt. In der Ausführungsvariante sind die Zuganker 20 die gleichen, die üblicherweise zur Befestigung des Lagers am magnetischen Kreis des Stators 3 verwendet werden.
  • Wie in 4 gut zu erkennen ist, bilden das hintere Lager 4 mit dem Kühlkörper 16 einen Zwischenbereich über dem Lager 4. Der Zwischenbereich ist auf dem Lager 4 mittels Befestigungsbolzen 21 befestigt. Diese Befestigungsbolzen 21 sind in der Anzahl mindestens zwei. Sie sind auf die Rippen 18 verteilt.
  • Des Weiteren kann die elektrische Maschine eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material umfassen, die zwischen der Unterseite des Kühlkörpers 16 und dem hinteren Lager 4 angeordnet sein, um jegliche Gefahr eines elektrischen Kontakts zwischen diesen beiden Elementen zu vermeiden. Vorteilhafterweise ist die Schicht aus isolierendem Material auf der Außenseite des hinteren Lagers 4 befestigt und umfasst ebenfalls Luftdurchlassöffnungen für den Kühlfluiddurchgang gegenüber denjenigen des hinteren Lagers 4.
  • Die oben beschriebene Kühlvorrichtung für Generator-Starter kann generell in jedem Generatortyp eingesetzt werden, der insbesondere einen Rotor mit Klauen oder mit Schenkelpolen umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 2847085 [0005]

Claims (15)

  1. Elektrische Rotationsmaschine (100), die eingerichtet ist, zumindest im Generatormodus betrieben zu werden, um ein Kraftfahrzeug mit Energie zu versorgen, wobei die elektrische Rotationsmaschine umfasst: - ein hinteres Lager (4), - einen Rotor (1), der auf einer drehenden Welle (2) befestigt ist, die mindestens von dem hinteren Lager (4) getragen wird, - einen Stator (3), der den Rotor (1) umgibt, wobei der besagte Stator (3) eine Erregerwicklung (7) umfasst, die Spulen aufweist, welche Phasen der elektrischen Maschine bilden, - wobei das besagte hintere Lager (4) seitliche Kühlmittelauslassöffnungen (4b) und mindestens eine axiale Kühlmitteleinlassöffnung (4a) in den besagten Stator (3) aufweist, - einen elektronischen Leistungsschaltkreis (15), der elektrisch mit den Phasenwicklungen des Stators (3) verbunden ist, - einen Kühlkörper (16), der einerseits eine erste Fläche, auf die der elektronische Leistungsschaltkreis (15) montiert ist, und andererseits eine zweite Fläche aufweist, die der ersten Fläche gegenüberliegt und dem hinteren Lager (4) zugewandt ist, - einen Kühlmittelströmungskanal (17) zwischen einer Oberseite des besagten hinteren Lagers (4), die dem Kühlkörper (16) zugewandt ist, und der zweiten Fläche des besagten Kühlkörpers (16), dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite des besagten Kühlkörpers (16) Kühlrippen (18, 18', 18", 18"', 18"") umfasst, und dass sich zumindest ein axiales Ende einer Rippe (18) axial zumindest bis zur Höhe der Oberseite des besagten hinteren Lagers (4) erstreckt.
  2. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rippe (18, 18"") einen Abschnitt (182) aufweist, der innerhalb der besagten axialen Öffnung (4a) des besagten hinteren Lagers (4) liegt.
  3. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippe (18"") ausschließlich gegenüber der besagten axialen Öffnung (4a) des besagten hinteren Lagers (4) erstreckt.
  4. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Rippe (18) ferner einen Abschnitt (181) gegenüber der vollen Oberseite des besagten hinteren Lagers (4) aufweist.
  5. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens eine zweite Rippe (18") aufweist, die gegenüber der axialen Öffnung (4a) des besagten hinteren Lagers (4) und beabstandet zur Oberseite des besagten hinteren Lagers (4) liegt.
  6. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte axiale Öffnung (4a) des hinteren Lagers (4) von einer ersten und einer zweiten Seitenkante (41, 42), wobei die erste Seitenkante (41) näher an einer Achse (X) des besagten Rotors (1) liegt, als die zweite Seitenkante (42), und von zwei weitere Endkanten (43, 44) begrenzt ist, die die erste Seitenkante (41) und die zweite Seitenkante (42) miteinander verbinden, und dass die besagte zweite Rippe (18") eine der Rippen ist, die einer der beiden Endkanten (43, 44) am nächsten liegt.
  7. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte hintere Lager (4) mindestens einen Deflektor (24) umfasst, der am Ausgang einer seitlichen Öffnung (4b) des besagten hinteren Lagers (4) angeordnet ist.
  8. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schutzabdeckung (11) umfasst, die den besagten elektronischen Leistungsschaltkreis (15) und den besagten Kühlkörper (16) abdeckt.
  9. Elektrische Rotationsmaschine nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Schutzabdeckung (11) mindestens ein hochgebogenes Ende umfasst, um den Deflektor (24) zu bilden.
  10. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Schutzabdeckung (11) mindestens eine axiale Öffnung (11b) für das Hindurchtreten des Mittels umfasst.
  11. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kühlkörper (16) mindestens eine Hauptöffnung (16a) für das Hindurchtreten der besagten drehenden Welle (2) und mindestens eine Belüftungsöffnung (16b) aufweist, die es dem Kühlmittel ermöglicht, durch die besagte axiale Öffnung (11b) der Abdeckung (11) zu der besagten axialen Öffnung (4a) des besagten hinteren Lagers (4) zu gelangen.
  12. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kühlkörper (16) eine Vielzahl von Belüftungsöffnungen (16b) umfasst.
  13. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens eine Belüftungsöffnung (16b) entlang einem kreisförmigen Abschnitt um die besagte drehende Welle (2) erstreckt.
  14. Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Positionssensor (23) aufweist, der um die besagte drehende Welle (2) herum, zumindest teilweise die Hauptöffnung (16a) versperren, angeordnet ist.
  15. Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Positionssensor (23) ein Resolver ist, der die besagte Hauptöffnung (16a) entlang eines gesamten Umfangs der drehenden Welle (2) versperrt.
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