DE202022000784U1

DE202022000784U1 - Rotating electrical machine in external rotor design with integrated planetary gear

Info

Publication number: DE202022000784U1
Application number: DE202022000784.1U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-31
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2032-03-11
Also published as: DE102022000837A1

Abstract

Rotierende elektrische Maschine in Außenläuferbauweise, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem internen, schneller drehenden und magnetisch oder elektromagnetisch wirksamen Rotor und einem externen, langsamer drehenden Rotor mit mechanischer Schnittstelle ein koaxiales Umlaufgetriebe integriert ist.

Rotating electric machine with an external rotor design, characterized in that a coaxial epicyclic gear is integrated between an internal, faster rotating and magnetically or electromagnetically active rotor and an external, slower rotating rotor with a mechanical interface.

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine in Außenläuferbauweise mit integriertem Planetengetriebe, unter anderem zum Antrieb von drehzahl- und schallarmen Turbomaschinen, beispielsweise Ventilatoren, mit hohem Antriebsmoment, zum Antrieb in der e-Mobilität oder als Generator bei Windkraftanlagen, wobei das Hohlrad des integrierten Planetengetriebes rotiert und mit dem elektromagnetisch wirksamen Rotor der elektrischen Maschine drehfest verbunden und vorteilhaft als ein multifunktionelles Bauteil ausgebildet ist.The invention relates to a rotating electrical machine of external rotor design with an integrated planetary gear, among other things for driving low-speed and low-noise turbomachines, for example fans, with a high drive torque, for driving in e-mobility or as a generator in wind turbines, the ring gear of the integrated planetary gear rotates and is connected to the electromagnetically active rotor of the electrical machine in a rotationally fixed manner and is advantageously designed as a multifunctional component.

Die Erfindung löst das folgende technische Problem: Insbesondere für Turbomaschinen in der Strömungstechnik sind, bei gegebenen Leistungswerten, niedrige Drehzahlen bei hohen Antriebsmomenten vorteilhaft für niedrige Schallpegel und/oder niedrige Schwingungswerte. Weitere Anwendungen mit niedrigen Drehzahlen und hohen Drehmomenten sind Windkraftanlagen oder Radnabenantriebe in der e-Mobilität. Hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine (Motor oder Generator) bedeutet hohes Drehmoment einen großen Einsatz von Kupfer, was zu großen, schweren und teuren Maschinen führt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Vergleich zum Stand der Technik drehzahlarme und drehmomentstarke rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, bei reduziertem elektromagnetisch wirksamem Volumen (insbesondere Wicklungsvolumen).The invention solves the following technical problem: For turbomachines in flow technology in particular, low speeds with high drive torques are advantageous for low noise levels and/or low vibration values for given performance values. Other applications with low speeds and high torques are wind turbines or wheel hub drives in e-mobility. With regard to the rotating electrical machine (motor or generator), high torque means a large use of copper, resulting in large, heavy and expensive machines. The object of the invention is to provide a low-speed and high-torque rotating electrical machine compared to the prior art, with a reduced electromagnetically effective volume (in particular winding volume).

Generell eignen sich Außenläufermaschinen infolge ihres im Vergleich zu Innenläufermaschinen großen Luftspaltdurchmessers für Anwendungen mit eher großen Drehmomenten. Die Idee, die dieser Erfindung zugrunde liegt, ist es, an der Außenläufermaschinen mittels eines integrierten Planetengetriebes das anwendungsseitige Moment bei reduzierter Drehzahl zu erhöhen.In general, external rotor machines are suitable for applications with rather high torques due to their large air gap diameter compared to internal rotor machines. The idea on which this invention is based is to increase the application-side torque at reduced speed on the external rotor machine by means of an integrated planetary gear.

An bzw. in der elektrischen Außenläufermaschine ist ein Planetengetriebe integriert, wobei das Hohlrad des Planetengetriebes drehfest mit dem elektromagnetisch oder magnetisch wirksamen Rotor der Außenläufer-Elektromaschine verbunden ist und vorteilhaft mit diesem als eine multifunktionelle Komponente ausgebildet ist. Das Sonnenrad ist stehend und drehfest mit dem Stator der rotierenden elektrischen Maschine verbunden oder an diesem integriert. Die mechanische Schnittstelle zur Anwendung (bspw. zum Ventilatorlaufrad, zum Windrad, zum Antriebsrad in der e-Mobilität) ist der umlaufende Steg, an dem die Planetenräder gelagert sind und der im Betrieb mit niedrigerer Drehzahl rotiert als der Rotor des elektromagnetischen Systems, wobei die Drehmomente entsprechend höher sind. Der umlaufende Steg mitsamt von ihm getragener Anwendung ist vorteilhaft innerhalb eines Statorbuchsenturms, der Teil der tragenden Struktur des Stators ist, mittels mindestens zweier Lager gelagert. Vorteilhaft ist am umlaufenden Steg eine wesentliche Komponenten der elektrischen Maschine umhüllende Glocke drehfest integriert, die wenigstens den elektromagnetischen Rotor mit angekoppeltem Hohlrad, die Planetenräder, das Sonnenrad, die Lager sowie die elektrisch wirksamen Teile des Stators (Blechpakete und Wicklungen) umschließt und den entstehenden Innenraum gegenüber der Umgebung weitgehend abdichtet. Am schneller drehenden, internen Rotor des elektromagnetischen Systems sind vorteilhaft aktive Kühlelemente angebracht (z.B. Kühllüfterflügel). Auch am externen Rotor können Kühllüfterflügel angebracht sein. Der interne Rotor hat keine Tragfunktion für weitere Komponenten und trägt im Wesentlichen nur sich selbst („=Flying Bird“), was seine Lagerung am Stator wesentlich vereinfacht. Er ist vorteilhaft basierend auf einer einfachen, rohrförmigen Stahltragstruktur aufgebaut. An den Planetenrädern sind vorteilhaft innere Kühllüfterflügel angebracht, um den inneren Wärmetransport von Stator zum externen Rotor, also der Planetenstegstruktur, zu begünstigen. Um hohe Übersetzungen i = nElektromagnetisch/nAnwendung zu erreichen, können die Planetenräder weiter vorteilhaft als Split-Räder mit zwei axial zueinander versetzten Verzahnungen ausgebildet sein, von denen die größere ins rotierende Hohlrad und die kleinere ins stehende Sonnenrad eingreift, ausgebildet. ein Außenläufergetriebe in Funktionseinheit zu einer Außenläuferelektromaschine. Bei Bedarf können die Getriebekomponenten wie insbesondere Sonnenrad, Planetenräder und Hohlrad beispielsweise mit weiteren Abtrennvorrichtungen, rotierenden oder stehenden, gegenüber der Umgebung vollständig abgedichtet werden, um Verschmutzung und/oder Feuchtigkeitseintrag komplett zu verhindern.A planetary gear is integrated on or in the electric external-rotor machine, the ring gear of the planetary gear being non-rotatably connected to the electromagnetically or magnetically active rotor of the external-rotor electric machine and advantageously being configured with it as a multifunctional component. The sun gear is stationary and non-rotatably connected to the stator of the rotating electric machine or is integrated in it. The mechanical interface to the application (e.g. to the fan impeller, to the wind wheel, to the drive wheel in e-mobility) is the circumferential web on which the planet gears are mounted and which rotates at a lower speed than the rotor of the electromagnetic system during operation, with the Torques are correspondingly higher. The peripheral web, together with the application it carries, is advantageously mounted by means of at least two bearings within a stator bushing tower, which is part of the supporting structure of the stator. Advantageously, a bell encasing essential components of the electrical machine is integrated in a rotationally fixed manner on the circumferential web, which bell encloses at least the electromagnetic rotor with the coupled ring gear, the planet gears, the sun gear, the bearings and the electrically active parts of the stator (laminated cores and windings) and the resulting interior space largely sealed off from the environment. Active cooling elements (e.g. cooling fan blades) are advantageously attached to the faster rotating, internal rotor of the electromagnetic system. Cooling fan blades can also be attached to the external rotor. The internal rotor has no load-bearing function for other components and essentially only supports itself ("=Flying Bird"), which significantly simplifies its mounting on the stator. It is advantageously based on a simple, tubular steel supporting structure. Inner cooling fan blades are advantageously attached to the planet gears in order to promote the inner heat transport from the stator to the external rotor, ie the planetary web structure. In order to achieve high gear ratios i=nelectromagnetic/napplication, the planet gears can also advantageously be designed as split gears with two axially offset toothings, of which the larger engages in the rotating ring gear and the smaller in the stationary sun gear. an external rotor gear in a functional unit to an external rotor electric machine. If necessary, the transmission components, such as the sun gear, planetary gears and ring gear in particular, can be completely sealed off from the environment, for example with additional rotating or stationary separators, in order to completely prevent dirt and/or moisture from entering.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

1 in perspektivischer Ansicht von der Statorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen, eine erste Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe,
2 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß 1,
3 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß den 1 und 2, wobei der externe Rotor der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist,
4 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß den 1, 2 und 3, wobei der externe Rotor der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist,
5 in perspektivischer Ansicht von der Statorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen, eine weitere Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe, bei welcher der Kühllüfter des äußeren Kühlsystems an den internen Rotor angekoppelt ist,
6 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß 5,
7 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß den 5 und 6, wobei der externe Rotor der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist,
8 in perspektivischer Ansicht von der Statorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen, eine weitere Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe, bei welcher durch zweigeteilte Planetenräder ein deutlich höheres Übersetzungsverhältnis realisiert ist,
9 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß 8,
10 in perspektivischer Ansicht von der Rotorseite her und im Schnitt an einer Ebene durch die Rotationsachse gesehen die rotierende elektrische Maschine gemäß den 8 und 9, wobei der externe Rotor der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.

There are now various possibilities for embodying and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. On the one hand, reference is made to the claims subordinate to claim 1 and, on the other hand, to the following explanation of preferred exemplary embodiments of an electrical machine according to the invention in an external rotor design with an integrated gearing with reference to the drawing. In connection with the explanation of the preferred exemplary embodiments of the invention based on the drawing, preferred configurations and developments of the teaching are also explained in general. Show in the drawing

1 seen in a perspective view from the stator side and in section on a plane through the axis of rotation, a first embodiment of a rotating electrical machine in an external rotor design with an integrated gear,
2 the rotating electric machine according to FIG 1 ,
3 seen in a perspective view from the rotor side and in section on a plane through the axis of rotation, the rotating electrical machine according to 1 and 2 , whereby the external rotor is not shown for the sake of clarity,
4 seen in a perspective view from the rotor side, the rotating electrical machine according to 1 , 2 and 3 , whereby the external rotor is not shown for the sake of clarity,
5 seen in a perspective view from the stator side and in section on a plane through the axis of rotation, a further embodiment of a rotating electrical machine in external rotor design with integrated gearing, in which the cooling fan of the external cooling system is coupled to the internal rotor,
6 the rotating electric machine according to FIG 5 ,
7 seen in a perspective view from the rotor side and in section on a plane through the axis of rotation, the rotating electrical machine according to 5 and 6 , whereby the external rotor is not shown for the sake of clarity,
8th in a perspective view from the stator side and seen in section on a plane through the axis of rotation, a further embodiment of a rotating electrical machine in external rotor design with integrated gearing, in which a significantly higher transmission ratio is realized by two-part planet wheels,
9 the rotating electric machine according to FIG 8th ,
10 seen in a perspective view from the rotor side and in section on a plane through the axis of rotation, the rotating electrical machine according to 8th and 9 , where the external rotor is not shown for the sake of clarity.

Eine erste Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine 1 in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe ist in den 1 bis 4 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die elektrische Maschine 1 weist mindestens einen Stator 2, einen internen Rotor 3 und einen externen Rotor 4 auf, wobei die Rotoren 3 und 4 im Betrieb der elektrischen Maschine 1 mit unterschiedlichen Drehzahlen um die gemeinsame Achse rotieren. Sie sind über ein Planetengetriebe (Umlaufgetriebe) miteinander gekoppelt, sodass der externe Rotor 4 eine niedrigere Drehzahl aufweist als der interne Rotor 3, welcher der elektromagnetisch wirksame Rotor 3 der elektrischen Maschine 1 ist. Das Planetengetriebe besteht mindestens aus einem Hohlrad 5, das am internen Rotor 3 angekoppelt ist, einem Sonnenrad 7, das drehfest am Stator 2 der elektrischen Maschine 1 angekoppelt ist sowie mindestens 2 Planetenrädern 6, die mit ihren Planetenachsen am externen Rotor 4 gelagert sind. Hohl-, Planeten-, und Sonnenräder 5, 6, 7 weisen Stirnverzahnungen auf, beispielsweise mit Evolventenverzahnungen und vorteilhaft mit Schräg- oder Doppelschrägverzahnungen. Das Hohlrad 5 kann integral mit tragenden Komponenten des internen Rotors 3 gefertigt sein, oder am internen Rotor 3 drehfest befestigt sein. Das Sonnenrad 7 kann integral mit tragenden Komponenten des Stators 2 gefertigt sein, oder am Stator 2 drehfest befestigt sein. Die Planetenräder 6 sind mittels Lagern 12 am externen Rotor 4 gelagert. Die Lager 12 sind an der inneren Seite des externen Rotors 4 angebracht und an am externen Rotor 4 integrierten Wellenfortsätzen befestigt.A first embodiment of a rotating electrical machine 1 in external rotor design with integrated gear is in 1 until 4 shown in different views. The electric machine 1 has at least one stator 2, an internal rotor 3 and an external rotor 4, the rotors 3 and 4 rotating about the common axis at different speeds when the electric machine 1 is in operation. They are coupled to one another via a planetary gear (epicyclic gear), so that the external rotor 4 has a lower speed than the internal rotor 3 , which is the electromagnetically active rotor 3 of the electrical machine 1 . The planetary gear consists of at least one ring gear 5, which is coupled to the internal rotor 3, a sun gear 7, which is coupled in a torque-proof manner to the stator 2 of the electrical machine 1, and at least 2 planet gears 6, which are mounted with their planetary axes on the external rotor 4. Ring gears, planetary gears and sun gears 5, 6, 7 have face gears, for example with involute gears and advantageously with helical or double helical gears. The ring gear 5 can be manufactured integrally with supporting components of the internal rotor 3 or fixed to the internal rotor 3 in a non-rotatable manner. The sun wheel 7 can be manufactured integrally with supporting components of the stator 2, or can be fastened to the stator 2 in a rotationally fixed manner. The planet gears 6 are mounted on the external rotor 4 by means of bearings 12 . The bearings 12 are attached to the inner side of the external rotor 4 and fixed to shaft extensions integrated with the external rotor 4 .

Der Stator 2 ist basierend auf einer Tragstruktur 20 aufgebaut, anhand der der gesamte Stator 2 und somit die gesamte elektrische Maschine 1 gehalten und an welchem Stator 2 die gesamte elektrische Maschine 1 an einem übergeordneten System befestigt werden kann. Im Ausführungsbeispiel übernimmt diese Tragstruktur 20 auch die wichtige Aufgabe, Abwärme, die insbesondere im elektromagnetischen System entsteht, nach außen abzuleiten. An der Tragstruktur 20 ist außen der Statorflansch 16 ausgebildet, an dem vorteilhaft (nicht dargestellte) Schnittstellen zu einem übergeordneten System vorhanden sein können. Am Statorflansch 20 seinerseits sind im Ausführungsbeispiel Kühlelemente 17 integral angebracht, die, hier im Zusammenspiel mit einem am externen Rotor 4 angekoppelten Kühllüfterrad 15a, Abwärme der elektrischen Maschine 1 an das umgebende Medium abgeben können. Innen bildet die Tragstruktur 20 des Stators 2 einen sogenannten Statorturm 21, der etwa rohrförmig ist und sich koaxial mit der Achse der elektrischen Maschine von der Ebene des Statorflansches 16 rotorseits erstreckt. Außen am Statorturm 21 sind die Blechpakete 8 mit den Erregerwicklungen 9, also das statorseitige elektromagnetische System, befestigt. Innen im Statorturm 21 ist der externe Rotor 4, der eine zentrale Welle 19 aufweist, mit mindestens zwei Lagern 13 gelagert. Es ist als besonders vorteilhaft herauszustellen, dass der externe Rotor 4 direkt mit mindestens zwei Lagern 13 am Stator 2 gelagert ist, da externe Längs- oder Querbelastungen sowie Momente auf diese Weise direkt und ohne Umweg über das Getriebe in den Stator 2 bzw. seine Tragstruktur 20 eingeleitet werden können. Des Weiteren ist hier am Stator 2 ein Elektronikbereich 18 vorgesehen, um darin (nicht dargestellte) steuer- und leistungselektronische Komponenten unterbringen zu können. Insbesondere handelt es sich bei der dargestellten Ausführungsform vorteilhaft um eine permanentmagneterregte elektrische Synchronmaschine mit integrierter elektronischer Drehzahlregelung.The stator 2 is constructed on the basis of a support structure 20, by means of which the entire stator 2 and thus the entire electric machine 1 can be held and to which stator 2 the entire electric machine 1 can be attached to a higher-level system. In the exemplary embodiment, this support structure 20 also takes on the important task of dissipating waste heat, which is produced in particular in the electromagnetic system, to the outside. On the outside of the support structure 20 the stator flange 16 is formed, on which interfaces (not shown) to a higher-level system can advantageously be present. In the exemplary embodiment, cooling elements 17 are integrally attached to the stator flange 20 and, here in interaction with a cooling fan wheel 15a coupled to the external rotor 4, can emit waste heat from the electrical machine 1 to the surrounding medium. Inside, the supporting structure 20 of the stator 2 forms a so-called stator tower 21, which is approximately tubular and extends coaxially with the axis of the electric machine from the plane of the stator flange 16 on the rotor side. On the outside of the stator tower 21 are the laminated cores 8 with the field windings 9, ie the electromagnetic system on the stator side, fastened. The external rotor 4 , which has a central shaft 19 , is mounted with at least two bearings 13 inside the stator tower 21 . It is particularly advantageous that the external rotor 4 is mounted directly on the stator 2 with at least two bearings 13, since external longitudinal or transverse loads as well as moments can be introduced in this way directly and without a detour via the transmission into the stator 2 or its supporting structure 20 . Furthermore, an electronics area 18 is provided here on the stator 2 in order to be able to accommodate electronic control and power electronic components (not shown). In particular, the illustrated embodiment is advantageously a permanent-magnet synchronous electrical machine with integrated electronic speed control.

Insofern weist der interne Rotor 3 Permanentmagnete 10 auf, die an einem Rückschlussring 11 (Rotorjoch) angebracht und befestigt sind. Es sind auch Ausführungsformen im Sinne einer Asynchronmaschine ohne Permanentmagnete oder im Sinne einer Reluktanzmaschine ohne Permanentmagnete gut denkbar. Der interne Rotor 3 wird im Wesentlichen mit keinen oder nur niedrigen externen Kräften und Momenten beaufschlagt; er dient lediglich der Leistungsübertragung auf hohem Drehzahlniveau zwischen Getriebebereich mit Hohlrad 5, Planetenrädern 6 und Sonnenrad 7 und elektromagnetischem System. Dies erleichtert seine Lagerung. Im Ausführungsbeispiel ist der interne Rotor 3 nur am Planetengetriebe mit Hohlrad 5, Planetenrädern 6 und Sonnenrad 7 gelagert, er kann aber vorteilhaft mit einem oder mehreren Lagern beispielsweise am Stator gelagert sein. Es ist auch denkbar, ihn nur mit Hilfe von abstandshaltenden Elementen (bspw. kleinen Kugeln) gegenüber dem Stator 2 oder dem externen Rotor 4 zu lagern. Minimale Reibungsverluste können durch eine Magnetlagerung des internen Rotors 3 erreicht werden. Der interne Rotor 3 ist hier in besonders einfacher und kosteneffektiv zu fertigbarer Weise als zylindermantelförmiges Stahlrohr ausgeführt, in dem die Permanentmagnete 10 innen befestigt sind und getriebeseitig das Hohlrad 5 innen befestigt ist.In this respect, the internal rotor 3 has permanent magnets 10 which are attached and fastened to a return ring 11 (rotor yoke). Embodiments in the sense of an asynchronous machine without permanent magnets or in the sense of a reluctance machine without permanent magnets are also conceivable. The internal rotor 3 is essentially subjected to no or only low external forces and moments; it only serves to transmit power at a high speed level between the transmission area with ring gear 5, planet gears 6 and sun gear 7 and the electromagnetic system. This makes it easier to store. In the exemplary embodiment, the internal rotor 3 is mounted only on the planetary gear with ring gear 5, planet gears 6 and sun gear 7, but it can advantageously be mounted with one or more bearings, for example on the stator. It is also conceivable to mount it in relation to the stator 2 or the external rotor 4 only with the aid of spacer elements (e.g. small balls). Minimal frictional losses can be achieved by using a magnetic bearing for the internal rotor 3 . The internal rotor 3 is designed here in a particularly simple and cost-effective manner as a steel tube in the shape of a cylinder jacket, in which the permanent magnets 10 are fastened on the inside and the ring gear 5 is fastened on the inside on the transmission side.

Der Übersetzungsfaktor i=Drehzahl des internen Rotors / Drehzahl des externen Rotors ist im Ausführungsbeispiel mit einfachen Planetenrädern 6 etwa 1,5. Mit solchen einfachen Planetenrädern können in diesem Getriebebauprinzip vorteilhaft Übersetzungsfaktoren von etwa 1,15 - 1,7 erreicht werden. Insbesondere für Turboströmungsmaschinen kann ein solcher Übersetzungsfaktor i bei denselben bzw. vorgegebenen umgesetzten Leistungen mit einer angepassten Laufradauslegung schon zu einer erheblichen Reduzierung des Lärmniveaus (z.B. der A-bewerteten Gesamtschalleistung) führen, beispielsweise um mehr als 3dB.The transmission factor i=rotational speed of the internal rotor/rotational speed of the external rotor is approximately 1.5 in the exemplary embodiment with simple planet gears 6 . With such simple planet gears, transmission factors of approximately 1.15-1.7 can advantageously be achieved in this transmission construction principle. In particular for turbo fluid machines, such a transmission factor i can lead to a significant reduction in the noise level (e.g. the A-weighted total sound power), for example by more than 3 dB, with the same or specified converted power with an adapted impeller design.

Im Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine 1 in Außenläuferbauweise entsteht ein wichtiger Anteil der Abwärme im Bereich des Blechpaketes 8 und der Wicklungen 9. Diese Abwärme muss nach außen abgeführt werden. Eines oder mehrere Kühlsysteme verhindern dabei eine zu starke Überhitzung beispielsweise der Wicklungen 9 oder elektronischer Komponenten in einem Elektronikbereich 18. Zum einen wird, im Ausführungsbeispiel, Wärme am Statorturm 21 auf die Tragstruktur 20 des Stators 2 übertragen und somit nach außen zum Statorflansch 16 mit dort angebrachten Kühlelementen 17 geleitet. Diese wird (hier durch das Zutun des Kühllüfters 15a, der integral oder mehrteilig am externen Rotor 4 angebracht ist) an das umgebende Medium abgegeben. Zum anderen kann Wärme über einen inneren Bereich der rotierenden elektrischen Maschine an die Innenflächen des externen Rotors 4 übertragen werden, an dessen Außenflächen sie dann an umgebendes Medium abgegeben wird. Im Ausführungsbeispiel sind an den Planetenrädern 6 innere Kühllüfterelemente 14 angebracht, die durch eine starke Verwirbelung der inneren Luft und/oder durch Erzeugung eines inneren umwälzenden Strömungssystems diesen inneren Wärmeübergang in bedeutender Weise fördert. Kühllüfterelemente können auch an anderen rotierenden Teilen im Inneren der elektrischen Maschine angebracht sein, beispielsweise am internen Rotor 3 oder am externen Rotor 4. Ganz generell sind auch weitere Kühlkonzepte denkbar, beispielsweise Flüssigkeitskühlung, Ölbadkühlung oder ein Kühlkonzept basierend auf einer anwendungsabhängigen Außenumströmung (beispielsweise Wind oder Lüfterströmung).During operation of the rotating electrical machine 1 with an external rotor design, an important proportion of the waste heat is generated in the area of the laminated core 8 and the windings 9. This waste heat must be dissipated to the outside. One or more cooling systems prevent the windings 9 or electronic components in an electronics area 18 from overheating too much mounted cooling elements 17 passed. This is released to the surrounding medium (here through the action of the cooling fan 15a, which is attached integrally or in several parts to the external rotor 4). On the other hand, heat can be transferred via an inner area of the rotating electrical machine to the inner surfaces of the external rotor 4, on the outer surfaces of which it is then given off to the surrounding medium. In the exemplary embodiment, inner cooling fan elements 14 are attached to the planet gears 6, which promote this inner heat transfer in a significant way by means of strong turbulence of the inner air and/or by generating an inner circulating flow system. Cooling fan elements can also be attached to other rotating parts inside the electrical machine, for example on the internal rotor 3 or on the external rotor 4. In general, other cooling concepts are also conceivable, for example liquid cooling, oil bath cooling or a cooling concept based on an application-dependent external flow (e.g. wind or fan flow).

Der externe Rotor 4 dient vor allem der Ankopplung der rotierenden elektrischen Maschine an die rotierende mechanische Schnittstelle der Anwendung. Diese kann nur beispielhaft an einem Laufrad einer Turbomaschine (beispielsweise auch an einem Laufrad einer Windkraftanlage), an einem Antriebsrad in der E-Mobilität oder am Antrieb eines Aufzuges vorgesehen sein. Eventuell auftretende Auflagermomente, Quer- oder Längskräfte werden vom externen Rotor 4 über die Lager 13 direkt in die Tragstruktur 20 des Stators 2 eingeleitet. In vielen Anwendungen ist es vorteilhaft, dass die anwendungsseitige Drehzahl niedriger und das anwendungsseitige Drehmoment höher ist im Vergleich zum elektromagnetischen System. Dies trägt dazu bei, ein hocheffizientes elektromagnetisches System wirtschaftlich herstellen zu können (kleine Momente bei hohen Drehzahlen auf der elektromagnetischen, dem internen Rotor 3 zugeordneten Seite). Die gezeigte elektrische Maschine mit integriertem Getriebe stellt diesen Vorteil in beschriebener Weise sicher. Schnittstellen am externen Rotor 4 zur Ankopplung an die rotierende Seite der Anwendung können beispielsweise an einem Rotorflansch 23 des externen Rotors 4 vorgesehen sein; aber auch andere Stellen sind je nach Anwendung denkbar. Auch eine direkte Verbindung der Anwendung mit einer äußeren Mantelfläche des externen Rotors 4 ist denkbar.The external rotor 4 is primarily used to couple the rotating electrical machine to the rotating mechanical interface of the application. This can only be provided, for example, on a rotor of a turbomachine (for example also on a rotor of a wind turbine), on a drive wheel in e-mobility or on the drive of an elevator. Any support torques, transverse or longitudinal forces that may occur are introduced directly into the support structure 20 of the stator 2 by the external rotor 4 via the bearings 13 . In many applications it is advantageous that the speed on the application side is lower and the torque on the application side is higher compared to the electromagnetic system. This contributes to being able to economically manufacture a highly efficient electromagnetic system (small torques at high speeds on the electromagnetic side associated with the internal rotor 3). The electric machine shown with an integrated gear ensures this advantage in the manner described. Interfaces on the external rotor 4 for coupling to the rotating side of the application can be provided, for example, on a rotor flange 23 of the external rotor 4; but other positions are also conceivable depending on the application. A direct connection of the application to an outer lateral surface of the external rotor 4 is also conceivable.

Der externe Rotor 4 in der gezeigten Ausführungsform umgibt wesentliche elektromagnetische Komponenten wie Blechpaket 8, Magnete 10 und Wicklungen 9, Getriebekomponenten 5, 6, 7 und Lager 12, 13 komplett und schirmt diese unter Umständen sensiblen Bauteile insofern im Zusammenspiel mit dem Stator 2 gegenüber der Umgebung ab. Ein Labyrinthspalt 22a, ausgebildet zwischen externem Rotor 4 und dem Stator 2 sorgt berührungslos für eine gute Abdichtung des Innenraums gegenüber der Umgebung. Es ist auch denkbar, eine noch bessere Abdichtung einer oder mehrerer innerer Komponenten zu erreichen, beispielsweise mit gleitenden Dichtsystemen, beispielsweise im Bereich des hier dargestellten Labyrinthspaltes 22a.The external rotor 4 in the embodiment shown completely surrounds essential electromagnetic components such as laminated core 8, magnets 10 and windings 9, transmission components 5, 6, 7 and bearings 12, 13 and shields these possibly sensitive components in interaction with the stator 2 from the environment. A labyrinth gap 22a, formed between the external rotor 4 and the stator 2, ensures good sealing of the interior from the environment without contact. It is also conceivable to achieve even better sealing of one or more inner components, for example with sliding sealing systems, for example in the area of the labyrinth gap 22a shown here.

In den 5 bis 7 ist eine weitere Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine 1 in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe in verschiedenen Ansichten dargestellt. Diese Ausführungsform hat Gemeinsamkeiten mit der Ausführungsform gemäß den 1 bis 4, auf die nicht noch einmal extra eingegangen wird. Wesentlicher Unterschied ist die Gestaltung des äußeren Kühlsystems. In dieser Ausführungsform ein Kühllüfterrad 15b vorgesehen, das hinsichtlich seiner Rotationsgeschwindigkeit mit dem internen Rotor 3 gekoppelt ist. Es kann integral mit wesentlichen Bauteilen des internen Rotors 3 gefertigt sein, oder als separates Bauteil am internen Rotor 3 befestigt sein. Jedenfalls wird zur Verbesserung der konvektiven Wärmeabfuhr am äußeren Kühlsystem nun ein Kühlrad 15b mit der höheren Rotationsgeschwindigkeit des internen Rotors 3 genutzt. Allerdings ergibt sich eine Erschwernis hinsichtlich der Abdichtung des Innenraums, da der externe Rotor 4 nicht mehr direkt gegenüber dem Stator 2 läuft, da das höhere Drehzahlniveau des internen Rotors 3 „herausgeführt“ werden muss. Deshalb sind zwei Labyrinthspaltdichtungen 22b und 22c vorgesehen, einmal zwischen dem internen Rotor 3 und dem Stator 2 (22b) und einmal zwischen dem internen Rotor 3 und den externen Rotor 4 (22c). Am externen Rotor 4 ist allerdings der Rotorflansch 23 ausgebildet, der zusammen mit dem axial gegenüberliegenden Statorflansch 16 mit den Kühlelementen 17 eine gewisse Abkapselung des Bereichs „äußeres Kühlsystem“, in Axialrichtung gesehen, herstellt. Im Bereich der Austritte beider Labyrinthspalte 22b und 22c wird infolge der Rotation des Kühllüfterrades 15b und dem Zusammenwirken von Rotorflansch 23 und Statorflansch 16 ein Unterdruck erzeugt, was ein mögliches Eindringen von Schmutz reduzieren kann. Es ist auch denkbar, eine noch bessere Abdichtung einer oder mehrerer innerer Komponenten zu erreichen, beispielsweise mit gleitenden Dichtsystemen, beispielsweise im Bereich eines oder beider hier dargestellten Labyrinthspalte 22b und 22c.In the 5 until 7 Another embodiment of a rotating electrical machine 1 in an external rotor design with an integrated gear is shown in different views. This embodiment has things in common with the embodiment according to FIGS 1 until 4 , which will not be discussed again separately. The main difference is the design of the external cooling system. In this embodiment, a cooling fan 15b is provided which is coupled to the internal rotor 3 in terms of its rotation speed. It can be made integral with essential components of the internal rotor 3, or be attached to the internal rotor 3 as a separate component. In any case, a cooling wheel 15b with the higher rotational speed of the internal rotor 3 is now used to improve the convective heat dissipation on the outer cooling system. However, there is a difficulty with regard to the sealing of the interior, since the external rotor 4 no longer runs directly opposite the stator 2, since the higher speed level of the internal rotor 3 has to be “brought out”. Therefore, two labyrinth gap seals 22b and 22c are provided, one between the internal rotor 3 and the stator 2 (22b) and one between the internal rotor 3 and the external rotor 4 (22c). On the external rotor 4, however, the rotor flange 23 is formed, which together with the axially opposite stator flange 16 with the cooling elements 17 creates a certain encapsulation of the “outer cooling system” area, seen in the axial direction. In the area where the two labyrinth gaps 22b and 22c exit, a negative pressure is generated as a result of the rotation of the cooling fan wheel 15b and the interaction of the rotor flange 23 and the stator flange 16, which can reduce the possible ingress of dirt. It is also conceivable to achieve even better sealing of one or more inner components, for example with sliding sealing systems, for example in the area of one or both of the labyrinth gaps 22b and 22c shown here.

In den 8 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine 1 in Außenläuferbauweise mit integriertem Getriebe in verschiedenen Ansichten dargestellt. Diese Ausführungsform hat Gemeinsamkeiten mit den Ausführungsformen gemäß den 5 bis 7 bzw. 1 bis 4, auf die nicht noch einmal extra eingegangen wird. Wesentlicher Unterschied ist die Gestaltung des Planetengetriebes und dabei insbesondere der Planetenräder 24, die hier als Splitplanetenräder 24, aufgebaut aus zwei unterschiedlichen, aber fest miteinander verbundenen Teilplanetenrädern 25 und 26, ausgeführt sind. Mit einer solchen Ausführungsform können, im Vergleich zu den Ausführungsformen gemäß den 5 bis 7 bzw. 1 bis 4, merklich höhere Übersetzungsverhältnisse i=Drehzahl des internen Rotors 3 / Drehzahl des externen Rotors 4 realisiert werden. Im gegeben Ausführungsbeispiel ist ein Übersetzungsverhältnis i=2 1/3 realisiert; es sind Übersetzungsverhältnisse i>2 von bis zu i=4, sogar i=5, denkbar. Die Splitplanetenräder 24 sind, wie die Planetenräder bei den Ausführungsformen gemäß den 5 bis 7 bzw. 1 bis 4, am externen Rotor 4 gelagert. Bei der Lagerung der Planetenräder 24 ist hier eine modifizierte Variante ausgeführt, wobei Lager 12b in entsprechende Aussparungen am externen Rotor 4 eingepresst sind. An den Splitplanetenrädern 24 sind Wellen 28 vorgesehen, die integral mit den Planetenrädern ausgebildet oder als separates Bauteil in die Planetenräder eingepresst oder eingeklebt sein können. Diese Wellen 28 wiederum sind in die Lager 12b eingebunden. In 9 kann noch eine Vertiefung 29 für einen Sicherungsring an den Wellen 28 der Planetenräder 24 erkannt werden. Im Ausführungsbeispiel bestehen die Splitplanetenräder 24 aus zwei Teilplanetenrädern 25 und 26. Das Teilplanetenrad 25 mit größerem Durchmesser greift in das Hohlrad 5 ein, welches drehfest mit dem internen Rotor 3 verbunden ist. Das Teilplanetenrad 26 mit dem kleineren Durchmesser greift in das Sonnenrad 7 ein, welches drehfest mit dem Stator 2 bzw. dessen Tragstruktur 20 verbunden ist. Die beiden Teilplanetenräder 25 und 26 sind drehfest und koaxial miteinander verbunden und vorteilhaft als integrales Bauteil gefertigt. Ihre verzahnten Stirnflächen (Stirnräder) sind axial zueinander versetzt. Auf diese Weise kann das Planetengetriebe aus Hohlrad 5, Sonnenrad 7 und (Split-)planetenrädern 24 die höheren Übersetzungsverhältnisse i >2 aufweisen. Die Verzahnungen der Stirnräder der Teilplanetenräder 25 und 26 können ganz unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise bei Evolventenverzahnungen mit unterschiedlichen Moduln. Dadurch wird die Verzahnungsausführung des Hohlrades 5, die dann eher hohe Moduln aufweisen kann, entkoppelt gegenüber der Verzahnungsausführung des Sonnenrades 7, die dann eher kleine Moduln aufweisen kann, wie im Ausführungsbeispiel. Zu Montagezwecken der elektrischen Maschine 1 in Außenläuferbauart mit integriertem Getriebe ist es gemäß Ausführungsbeispiel von Vorteil, wenn das größere Teilplanetenrad 25 auf der dem externen Rotor 4 zugewandten Seite des Splitplanetenrades 24 und das kleinere Teilplanetenrad 26 auf der dem Blechpaket 8 zugewandten Seite des Splitplanetenrades 24 ausgeführt ist. So läuft das größere Teilplanetenrad 25 axial auf der dem externen Rotor 4 zugewandten Seite vor dem Sonnenrad 7 bzw. dem Turm 21 des Stators 2.In the 8th until 10 Another embodiment of a rotating electric machine 1 in an external rotor design with an integrated gear is shown in different views. This embodiment has things in common with the embodiments according to FIGS 5 until 7 respectively. 1 until 4 , which will not be discussed again separately. The main difference is the design of the planetary gear and in particular the planetary gears 24, which are designed here as split planetary gears 24, constructed from two different partial planetary gears 25 and 26 that are firmly connected to one another. With such an embodiment, compared to the embodiments according to the 5 until 7 respectively. 1 until 4 , noticeably higher transmission ratios i=speed of the internal rotor 3/speed of the external rotor 4 can be realized. In the given embodiment, a transmission ratio i=2 1/3 is realized; transmission ratios i>2 of up to i=4, even i=5, are conceivable. The split planetary gears 24, like the planetary gears in the embodiments according to FIGS 5 until 7 respectively. 1 until 4 , mounted on the external rotor 4. A modified variant is implemented here for the mounting of the planet gears 24 , with bearings 12b being pressed into corresponding recesses on the external rotor 4 . Shafts 28 are provided on the split planet wheels 24, which shafts can be formed integrally with the planet wheels or can be pressed or glued into the planet wheels as a separate component. These shafts 28 in turn are integrated into the bearings 12b. In 9 a depression 29 for a locking ring on the shafts 28 of the planet gears 24 can also be seen. In the exemplary embodiment, the split planetary gears 24 consist of two partial planetary gears 25 and 26. The partial planetary gear 25 with a larger diameter engages in the ring gear 5, which is connected to the internal rotor 3 in a torque-proof manner. The partial planet wheel 26 with the smaller diameter meshes with the sun wheel 7 which is connected to the stator 2 or its support structure 20 in a torque-proof manner. The two partial planet gears 25 and 26 are connected to one another in a rotationally fixed and coaxial manner and are advantageously manufactured as an integral component. Their toothed end faces (spur gears) are offset axially to one another. In this way, the planetary gear made up of ring gear 5, sun gear 7 and (split) planetary gears 24 can have the higher transmission ratios i>2. The toothing of the spur gears of the planetary gears 25 and 26 can be designed very differently, for example in the case of involute gearing with different modules. As a result, the design of the teeth of the ring gear 5, which can then have rather high modules, is decoupled from the design of the teeth of the sun gear 7, which can then have rather small modules, as in the exemplary embodiment. For assembly purposes of the electric machine 1 in External rotor design with integrated gearing, it is advantageous according to the exemplary embodiment if the larger partial planetary gear 25 is on the side of the split planetary gear 24 facing the external rotor 4 and the smaller partial planetary gear 26 is on the side of the split planetary gear 24 facing the laminated core 8 . The larger partial planet wheel 25 runs axially on the side facing the external rotor 4 in front of the sun wheel 7 or the tower 21 of the stator 2.

Im Ausführungsbeispiel sind keine inneren Kühllüfterelemente an den Planetenrädern 24 integriert. Es ist bei Ausführungsformen mit Splitplanetenrädern auch vorteilhaft möglich, innere Kühllüfterelemente beispielsweise ähnlich der Kühllüfterelemente 14 wie bei den Ausführungsformen gemäß den 5 bis 7 bzw. 1 bis 4 anzubringen oder zu integrieren.In the exemplary embodiment, no internal cooling fan elements are integrated on the planet gears 24 . In embodiments with split planet gears, it is also advantageously possible to use inner cooling fan elements, for example similar to the cooling fan elements 14 as in the embodiments according to FIGS 5 until 7 respectively. 1 until 4 to attach or integrate.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den 8 bis 10 ist eine Lagerung des internen Rotors 3 am Stator 2 mittels eines Lagers 27 dargestellt. Das Lager 27 ist außen am Turm 27 des Stators 2 an einem entsprechenden Lagersitz aufgepresst, der im Durchmesser leicht größer als der übrige Turm 27 ist. Dieser Lagersitz ist innen an einer mit dem internen Rotor 3 fest verbundenen Lagerscheibe 30 auf der dem Statorflansch 16 zugewandten Seite der Blechpakete 8 in Axialrichtung unweit des Statorflansches 16 ausgeführt. Die Lagerscheibe 30 ist gleichzeitig auch eine teilweise Abdichtung bzw. ein Verschmutzungsschutz für das elektromagnetische System bestehend insbesondere aus den Blechpaketen 8, den Wicklungen 9 und den Permanentmagneten 10 sowie für Getriebekomponenten wie Hohlrad 5, Sonnenrad 7 und (Split)planetenrädern 24. Bei anderen Ausführungsformen kann eine ähnliche Lagerscheibe inklusive Lager auch im Bereich axial zwischen den Komponenten des elektromagnetischen Systems 8,9, 10 und den Getriebekomponenten 5,6,7 vorgesehen sein. In Kombination mit weiteren Abdichtungsvorkehrungen, beispielsweise gleitenden Dichtsystemen im Gereich zwischen internem Rotor 3 und externen Rotor 4, kann insbesondere der Bereich der Getriebekomponenten 5,6,7 mit hoher Dichtheit gegenüber dem die elektrische Maschine umgebenden Medium abgedichtet werden.In the embodiment according to 8th until 10 a mounting of the internal rotor 3 on the stator 2 by means of a bearing 27 is shown. The bearing 27 is pressed onto the outside of the tower 27 of the stator 2 on a corresponding bearing seat, which is slightly larger in diameter than the rest of the tower 27 . This bearing seat is embodied on the inside of a bearing disk 30 firmly connected to the internal rotor 3 on the side of the laminated core 8 facing the stator flange 16 not far from the stator flange 16 in the axial direction. The bearing disk 30 is also a partial seal or protection against contamination for the electromagnetic system, consisting in particular of the laminated cores 8, the windings 9 and the permanent magnets 10, as well as for transmission components such as ring gear 5, sun gear 7 and (split) planet gears 24. In other embodiments a similar bearing disk including bearing can also be provided in the area axially between the components of the electromagnetic system 8,9,10 and the transmission components 5,6,7. In combination with further sealing precautions, for example sliding sealing systems in the area between the internal rotor 3 and the external rotor 4, the area of the transmission components 5, 6, 7 can be sealed with high tightness against the medium surrounding the electric machine.

Verzahnungen der Planetengetriebe können auf unterschiedliche Art und Weisen ausgeführt sein. Vorteilhaft seien beispielsweise Evolventenverzahnungen genannt. Schräg- oder Doppelschrägverzahnungen führen beispielsweise zu einer besseren Laufruhe der integrierten Getriebe.Gearing of the planetary gears can be designed in different ways. Involute toothing, for example, may be mentioned as being advantageous. Helical or double helical gearing, for example, leads to smoother running of the integrated gears.

BezugszeichenlisteReference List

11: Rotierende elektrische Maschine mit integriertem GetriebeRotating electrical machine with integrated gear
22: Statorstator
33: Elektromagnetischer Rotor, schnelldrehender Rotor, interner RotorElectromagnetic rotor, high-speed rotor, internal rotor
44: Schnittstellenrotor, externer Rotor, langsam drehender RotorInterface rotor, external rotor, low speed rotor
55: Hohlrad (schnell rotierend)Ring Gear (Fast Rotating)
66: Planetenradplanet wheel
77: Sonnenrad (stehend)sun wheel (stationary)
88th: Blechpaket, AnkerLaminated core, anchor
99: Wicklungwinding
1010: Permanentmagnetpermanent magnet
1111: Rückschlussringinference ring
12, 12b12, 12b: Lager der Planetenräder am externen RotorBearings of the planet gears on the external rotor
1313: Lager des externen Rotors am StatorExternal rotor bearing on the stator
1414: Innere Kühllüfterelemente an PlanetenrädernInternal cooling fan elements on planet gears
15a15a: Äußeres Kühllüfterrad am externen Rotor angebrachtOuter cooling fan attached to the external rotor
15b15b: Äußeres Kühllüfterrad am internen Rotor angebrachtOuter cooling fan attached to internal rotor
1616: Statorflanschstator flange
1717: Kühlelemente am StatorflanschCooling elements on the stator flange
1818: Elektronikbereichelectronics area
1919: Welle des externen RotorsExternal rotor shaft
2020: Tragstruktur des Stators, StatorbuchseStator support structure, stator bushing
2121: Turm des Stators, der StatorbuchseTower of the stator, the stator bushing
22 a,b,c22a,b,c: Labyrinthdichtungenlabyrinth seals
2323: Flansch des externen RotorsExternal rotor flange
2424: Splitplanetenradsplit planet wheel
2525: Großes TeilplanetenradLarge partial planet wheel
2626: Kleines TeilplanetenradSmall partial planet wheel
2727: Lager des internen Rotors am StatorBearing of the internal rotor on the stator
2828: Welle eines Planetenradsshaft of a planet gear
2929: Vertiefung für SicherungsringRecess for circlip
3030: Lagerscheibe am internen RotorBearing washer on internal rotor

Claims

Rotating electric machine with an external rotor design, characterized in that a coaxial planetary gear is integrated between an internal, faster rotating and magnetically or electromagnetically effective rotor and an external, slower rotating rotor with a mechanical interface.

Rotating electrical machine after claim 1 , characterized in that the ring gear of the transmission is rotatably coupled to the internal rotor.

Rotating electrical machine after claim 2 , characterized in that the axes of two or more planet gears are mounted on the external rotor.

Rotating electric machine according to any of claims 2 until 3 , characterized in that two-stage spur gears, in which two different toothings are formed with different diameters offset axially to each other, are used as planetary gears.

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 4 , characterized in that the external rotor has a shaft which is mounted with at least two bearings on the stator, preferably in an approximately tubular stator tower integrated on the support structure of the stator.

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 5 , characterized in that the external rotor largely encloses the transmission, the bearing and the electromagnetic system with the laminated core (armature), windings and possibly magnets and, in cooperation with the stator, largely seals them off from the environment.

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 6 , characterized in that an external cooling system is formed, which promotes the heat dissipation from the stator to the surrounding medium, and which consists of at least heat-dissipating cooling elements integrated on the stator and a cooling fan wheel coupled to the external rotor.

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 6 , characterized in that an external cooling system is formed, which promotes the heat dissipation from the stator to the surrounding medium, and which consists of at least heat-dissipating cooling elements integrated on the stator and a cooling fan wheel coupled to the internal rotor.

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 8th , characterized in that an internal cooling system is formed which promotes heat transfer from the stator to the external rotor and which consists of at least movable cooling fan elements which are coupled to or integrated with moving components of the rotating electric machine within the external rotor, advantageously at the planet gears of the integrated gearbox

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 9 for use in a wheel hub drive in electromobility to provide high starting torques

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 10 for use as a drive for turbo-flow machines, in particular fans which have low speeds at high drive torques, in particular in order to have a low noise level

Rotating electric machine according to any of Claims 1 until 11 for use as a generator, in particular for wind turbines, which has higher speeds than the drive system.