DE202012007645U1 - Vehicle with a hollow shaft electric motor - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug mit einem elektrischen Hohlwellenmotor (1), wobei der Hohlwellenmotor (1) einen Stator (2) und einen Rotor (3) mit Hohlwelle (4) aufweist und wobei die Anordnung so getroffen ist, dass die Hohlwelle (4) zur Kühlung des Hohlwellenmotors (1) zumindest zeitweise mit einem Kühlfluid (6) durchströmt wird.Vehicle with a hollow shaft electric motor (1), wherein the hollow shaft motor (1) has a stator (2) and a rotor (3) with a hollow shaft (4) and wherein the arrangement is such that the hollow shaft (4) for cooling the hollow shaft motor (1) at least temporarily with a cooling fluid (6) is flowed through.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem elektrischen Hohlwellenmotor gemäß Anspruch 1 sowie einen elektrischen Hohlwellenmotor gemäß Anspruch 23.The invention relates to a vehicle with an electric hollow shaft motor according to
Elektrische Motoren übernehmen heute die verschiedensten Funktionen in Fahrzeugen. Beispielsweise ist es bekannt, ein Luftfahrzeug mit einem elektrischen Motor auszustatten, der als Flugantrieb des Luftfahrzeugs dient (
Der elektrische Motor des bekannten Luftfahrzeugs ist regelmäßig auf ein geringes Gewicht hin ausgelegt. Dies bedeutet in erster Linie, dass die metallischen Teile von Stator und Rotor weitest möglich reduziert werden. Dies bedeutet wiederum, dass der elektrische Motor selbst die während des Betriebs entstehende Verlustwärme nicht oder nur geringfügig zwischenspeichern kann. Daher muss bei dem bekannten Luftfahrzeug durch aufwendige Kühlmaßnahmen dafür gesorgt werden, dass die Verlustwärme unverzüglich vom elektrischen Motor abgeführt wird.The electric motor of the known aircraft is regularly designed for a low weight. This means in the first place that the metallic parts of the stator and rotor are reduced as much as possible. This in turn means that the electric motor itself can not or only slightly cache the heat loss generated during operation. Therefore, care must be taken in the known aircraft by consuming cooling measures that the heat loss is dissipated immediately by the electric motor.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, das bekannte Fahrzeug im Hinblick auf die Abfuhr von Verlustwärme hin zu optimieren.The invention is based on the problem of optimizing the known vehicle with regard to the dissipation of heat loss.
Das obige Problem wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The above problem is solved with the features of
Wesentlich ist die Überlegung, das Fahrzeug mit einem elektrischen Hohlwellenmotor auszustatten, der einen Stator und einen Rotor mit Hohlwelle aufweist. Dabei ist erkannt worden, dass der Hohlwelleninnenraum des Hohlwellenmotors eine zusätzliche Kühlfläche bereitstellt, die eine effektive Ableitung der Verlustwärme des elektrischen Motors ermöglicht. Vorschlagsgemäß ist die Anordnung entsprechend so getroffen, dass die Hohlwelle zur Kühlung des Hohlwellenmotors zumindest zeitweise mit einem Kühlfluid durchströmt wird.Essential is the consideration to equip the vehicle with a hollow shaft electric motor having a stator and a rotor with a hollow shaft. It has been recognized that the hollow shaft interior of the hollow shaft motor provides an additional cooling surface, which allows effective dissipation of the heat loss of the electric motor. According to the proposal, the arrangement is made accordingly so that the hollow shaft for cooling the hollow shaft motor is at least temporarily flowed through by a cooling fluid.
Mit der vorschlagsgemäßen Lösung lässt sich die Kühlung eines elektrischen Motors mit einfachen konstruktiven Mitteln ganz erheblich steigern. Dies ist insbesondere dadurch der Fall, dass die in einer Rotorwicklung entstehende Verlustwärme auf nahezu direktem Wege abgeleitet werden kann.With the proposed solution, the cooling of an electric motor can be increased considerably with simple structural means. This is the case in particular in that the heat loss arising in a rotor winding can be dissipated in a nearly direct way.
Für das Kühlfluid sind je nach Anwendungsfall zahlreiche Varianten denkbar. In einer besonders einfach zu realisierenden Variante gemäß Anspruch 2 handelt es sich bei dem Kühlfluid um ein Gas oder ein Gasgemisch, insbesondere schlicht um Luft.Depending on the application, numerous variants are conceivable for the cooling fluid. In a particularly easy-to-implement variant according to
Bei dem vorschlagsgemäßen Fahrzeug kann es sich um alle Arten von Luftfahrzeugen, Landfahrzeugen und/oder Wasserfahrzeugen handeln (Anspruch 3). Insbesondere im Falle des Luftfahrzeugs ist es gemäß Anspruch 7 vorzugsweise so, dass der Hohlwellenmotor antriebstechnisch mit einem Propeller gekoppelt ist. Dabei ist der Propeller vorzugsweise außen an der Hohlwelle angeordnet, so dass er den lichten Querschnitt der Hohlwelle für den Durchfluss von Kühlfluid freilässt.The proposed vehicle may be all types of aircraft, land vehicles and / or watercraft (claim 3). In particular, in the case of the aircraft, it is preferably according to
Für die Durchströmung der Hohlwelle mit Kühlfluid sind je nach Anwendungsfall unterschiedliche vorteilhafte Varianten denkbar.Depending on the application, different advantageous variants are conceivable for the flow through the hollow shaft with cooling fluid.
Bei der bevorzugten Variante gemäß Anspruch 8 ist zur Erzeugung der Durchströmung der Hohlwelle mit Kühlfluid ein Strömungsgenerator, beispielsweise ein Kompressor- bzw. Ventilatorsystem, vorgesehen. Konstruktiv besonders einfach und damit kostengünstig ist jedoch die Variante gemäß Anspruch 9, bei der die Hohlwelle im Fahrbetrieb vom Fahrtwind durchströmt wird, wobei der Fahrtwind das Kühlfluid darstellt.In the preferred variant according to
Bei der besonders bevorzugten Variante gemäß Anspruch 11 ist erkannt worden, dass einerseits eine Rotation der Hohlwelle eine Fluidströmung von Kühlfluid erzeugen oder unterstützen kann und das andererseits die Fluidströmung die Rotation der Hohlwelle erzeugen oder unterstützen kann. Je nach gewünschtem Effekt ist der Hohlwelleninnenraum mit einer entsprechenden Leitanordnung für die Fluidströmung ausgestattet.In the particularly preferred variant according to
Bevorzugte Ausgestaltungen für die Leitanordnung sind Gegenstand der Ansprüche 12 und 13.Preferred embodiments for the guide arrangement are the subject matter of
Die Ansprüche 14 bis 17 betreffen besonders bevorzugte Ausgestaltungen, mit denen insbesondere der Fahrtwind im Fahrbetrieb als Kühlfluid genutzt werden kann.The
Grundsätzlich ist für den elektrischen Motor ein irgendwie gearteter Speicher elektrischer Energie, vorzugsweise ein Akkumulator, vorgesehen, der jedenfalls der Pufferung elektrischer Antriebsenergie dient. Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 22 ist ferner ein elektrischer Generator, und in einer bevorzugten Variante ein Verbrennungsmotor für den Antrieb des Generators vorgesehen, durch den elektrische Leistung für die elektrische Versorgung des Hohlwellenmotors erzeugbar ist. Der elektrische Generator arbeitet hier nach Art eines „Range-Extenders”. Für den Fall, dass es sich bei dem Hohlwellenmotor um einen Fahrantrieb bzw. Flugantrieb handelt, lässt sich die Reichweite des Fahrzeugs entsprechend erhöhen.Basically, any kind of memory of electrical energy, preferably an accumulator, is provided for the electric motor, which in any case serves to buffer electrical drive energy. In the particularly preferred embodiment according to
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 23, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein elektrischer Hohlwellenmotor insbesondere des vorschlagsgemäßen Fahrzeugs als solcher beansprucht. Alle das Fahrzeug betreffenden Ausführungen, insbesondere soweit Vorteile, Ausführungsformen und Anwendungsfälle betroffen sind, gelten für den Hohlwellenmotor als solchen entsprechend. According to a further teaching according to
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. In the drawing shows
Das in der Zeichnung dargestellte Fahrzeug ist mit einem elektrischen Hohlwellenmotor
Die Anordnung ist nun so getroffen, dass die Hohlwelle
Bei dem Kühlfluid
Das dargestellte und insoweit bevorzugte Fahrzeug ist als Luftfahrzeug ausgestaltet. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Luftfahrzeug um ein schwimmfähiges Luftfahrzeug. Im Übrigen ist das Luftfahrzeug in üblicher Weise mit einem Flugzeug-Rumpf
Vorzugsweise dient der Hohlwellenmotor
Grundsätzlich kann es sich bei dem Hohlwellenmotor
In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei dem Hohlwellenmotor
Eine Zusammenschau der
Grundsätzlich kann es sich bei dem lichten Querschnitt um einen kreisförmigen lichten Querschnitt handeln. In einer bevorzugten Variante weicht der lichte Querschnitt allerdings von einer Kreisfläche ab. Beispielsweise kann der lichte Querschnitt im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet sein.In principle, the clear cross section may be a circular clear cross section. In a preferred variant, however, the clear cross section deviates from a circular area. For example, the clear cross section may be substantially annular.
Insbesondere im letztgenannten Fall kann es sein, dass durch die Hohlwelle
Einer Zusammenschau der
Besonders interessant bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Befestigung des Propellers
Im Einzelnen ist dem Propeller
Von besonderer Bedeutung ist vorliegend die Tatsache, dass mit der obigen Verbindung des Propellers
In Strömungsrichtung des Kühlfluids
Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass ein hier nicht dargestellter Strömungsgenerator zur Erzeugung der Durchströmung der Hohlwelle
Um die Kühlwirkung des Kühlfluids
Ganz generell ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Hohlwelleninnenraum
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Hohlwelleninnenraum
In den beiden letztgenannten Fällen bedeutet die Formulierung „im Wesentlichen entlang der Hohlwellenachse
Die Leitanordnung
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es so, dass die Leitanordnung
Für die Formgebung der Leitanordnung
Interessant bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tatsache, dass die Leitelemente
Wie ebenfalls bereits angesprochen, dient vorzugsweise der Fahrtwind im Fahrbetrieb als Kühlfluid, das die Hohlwelle
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug eine Fluideintrittsöffnung
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Hohlwellenmotor
Denkbar ist aber auch, dass der Hohlwelleninnenraum
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Hohlwellenmotor
Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug hier ein oben angesprochenes Flugzeug-Leitwerk
Es ist aber auch denkbar, dass der Hohlwellenmotor
Je nach Bauform des Fahrzeugs, hier des Luftfahrzeugs, kann es vorgesehen sein, dass das Fahrzeug einen von der Fahrzeugkarosserie separaten Motorträger
Grundsätzlich kann der Hohlwellenmotor
Grundsätzlich kann, wie oben angedeutet, der Hohlwellenmotor
Die in
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird der elektrische Hohlwellenmotor
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EP1736406A1 (en) | 2005-06-22 | 2006-12-27 | Vladimir Makarov | Airplane with an electric drive |
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- 2012-08-07 DE DE202012007645U patent/DE202012007645U1/en not_active Expired - Lifetime
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