WO2013110648A2 - Rotating electric machine - Google Patents

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WO2013110648A2
WO2013110648A2 PCT/EP2013/051225 EP2013051225W WO2013110648A2 WO 2013110648 A2 WO2013110648 A2 WO 2013110648A2 EP 2013051225 W EP2013051225 W EP 2013051225W WO 2013110648 A2 WO2013110648 A2 WO 2013110648A2
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WO
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electric machine
rotor shaft
labyrinth seal
rotary electric
housing
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PCT/EP2013/051225
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WO2013110648A3 (en
Inventor
Michael Bulatow
Knut Welke
Dirk WESCHE
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Continental Automotive Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/46Auxiliary means for improving current transfer, or for reducing or preventing sparking or arcing
    • H01R39/48Auxiliary means for improving current transfer, or for reducing or preventing sparking or arcing by air blast; by surrounding collector with non-conducting liquid or gas
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/003Structural associations of slip-rings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/28Cooling of commutators, slip-rings or brushes e.g. by ventilating

Definitions

  • the present invention relates to a rotary electric machine, in particular an electric motor or a generator. It further relates to a motor vehicle with such a rotating electrical machine.
  • DE 10014310 AI discloses a floating gap seal for sealing the housing interior. Although such a seal may make it difficult to penetrate dust in the housing interior, there is a need to protect the housing interior even better against the ingress of brush dust.
  • the object of the invention is therefore to provide a rotating electrical machine in which the penetration of brush dust into the housing interior is prevented as much as possible in a technically simple and at the same time particularly effective manner.
  • a rotary electric machine comprising:
  • a rotor having a rotor core arranged in a housing interior of the electric machine and on a rotor shaft guided out through the opening out of the housing part;
  • a paddle wheel is understood here and below to mean a device which rotates with the rotor shaft and has blades or other flow guide elements in order to generate an air flow during operation.
  • the impeller is outside the housing interior and thus on the side facing the slip rings of housing parts which delimit the housing interior and on which the rotor shaft can be mounted, arranged. It can be arranged, for example, in the brush compartment.
  • the penetration of accumulating brush dust into the engine interior be prevented by the fact that the dust is carried away by an air flow generated by the paddle wheel.
  • the impeller is designed and arranged such that dust accumulating on the brushes is carried away, for example, substantially radially from the rotor shaft to the outside by the airflow generated during operation, or that an air flow is generated from the opening through which the rotor shaft emerges Housing interior is led out, is directed away.
  • the air flow generated by the impeller may also contribute to the cooling of elements outside the housing interior and possibly of the housing interior bounding housing parts, because it causes a temperature compensation.
  • At least one labyrinth seal is provided between the housing interior and the slip rings.
  • a labyrinth seal Under a labyrinth seal is here and below understood a non-contact seal whose sealing effect is based on the significant extension of the path through the labyrinth.
  • the path extension can be achieved by a meshing of form elements on the rotor shaft and a fixed housing part.
  • the labyrinth seal may in particular be designed as a multi-groove labyrinth seal and have a plurality of series-connected in series sealing elements of intermeshing mold elements.
  • the labyrinth seal is formed from molded elements on the rotor shaft and with these combing mold elements on a housing part, wherein the mold elements have a surface made of an electrically insulating material, for example plastic.
  • the mold elements may also be formed entirely from plastic.
  • the housing part typically has an opening for the passage of the rotor shaft. In this opening, the
  • Labyrinth seal be arranged concentrically around the rotor shaft around.
  • the impeller and / or the labyrinth seal can be arranged within a brush space which surrounds the rotor shaft in the region of the slip rings and brushes.
  • the paddle wheel is the
  • Labyrinth seal upstream dust flow side coming from the slip rings dust flow thus enters first in the sphere of action of the paddle wheel, which is a large part of the dust particles from the critical area away. Only a very dense dust flow thus still hits the labyrinth seal.
  • the impeller of the labyrinth seal downstream of the dust flow side can also be provided several paddle wheels and / or labyrinth seals.
  • slip rings are designed as dry-running slip rings, the use of the paddle wheel and possibly also of the labyrinth seal is particularly advantageous.
  • the impeller is attachable to the rotor shaft.
  • the impeller can be easily attached to the rotor shaft during assembly, so that little additional installation effort is necessary.
  • the rotating electric machine is designed as an electric motor. It can also be designed as a generator or be operable both as a motor and as a generator.
  • Such rotating electrical machines are suitable for use in a motor vehicle. They can be used both as drive in the drive fully integrated drive motors, for example as wheel or axle motors, as well as, for example, as a starter generators. According to one aspect of the invention, therefore, there is provided a motor vehicle having the described rotary electric machine.
  • the motor vehicle can be designed as an electric or hybrid vehicle.
  • Figure 1 shows schematically a rotor for a rotary electric machine according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 shows schematically a rotor for a rotary electric machine according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a rotor 1 for an electric machine 100, which is designed as a separately excited synchronous machine.
  • the stator of the electric machine 100 is not shown.
  • the rotor 1 comprises a rotor laminated core 3 arranged on a rotor shaft 2.
  • the rotor core 3 is arranged in a housing interior 5.
  • the rotor shaft 2 is rotatably mounted in the housing interior 5, wherein only one bearing 4 is shown.
  • the rotor shaft 2 is led out of the housing interior 5 through an opening 9 in a housing part 6, for example a bearing plate.
  • two slip rings 7 are arranged on the rotor shaft 2, via which the exciter voltage is applied to the excitation windings of the rotor 1, not shown, by means of carbon brushes 8.
  • a slip ring capsule can surround the slip rings 7 and the carbon brushes 8 and thus the brush space 12.
  • the rotor 1 has a paddle wheel 10 in the region of the opening 9 on the rotor shaft 2.
  • the paddle wheel 10 is rotatably connected to the rotor shaft 2, so in operation with this rotates. It generates an air flow, which carries away dust particles from the opening 9.
  • an inlet contour 11 is provided which supports the action of the paddle wheel 10.
  • the inlet contour 11 can leave a larger diameter at the end of the opening 9 facing the slip rings 7 than at the end facing the housing interior 5 in order to facilitate the venting of carbon dust and to improve the outflow of the air.
  • FIG. 2 shows the rotor 1 according to a second embodiment.
  • This embodiment differs from the first shown in Figure 1 in that in addition to the paddle wheel 10 is still a labyrinth seal 13 is provided to prevent the ingress of dust into the housing interior 5.
  • the paddle wheel 10 of the labyrinth seal 13 is upstream of the dust flow side, that is, it is first passed by air flowing in the direction of the housing interior 5.
  • the paddle wheel 10 of the labyrinth seal 13 downstream of the dust flow side can also be several paddle wheels 10 and / or
  • Labyrinth seals 13 may be provided.
  • the labyrinth seal 13 is formed by a first mold element 14 which is connected to the housing part 6 and arranged in the opening 9, and by a second mold element 15 which is non-rotatably connected to the rotor shaft 2.
  • the mold elements 14, 15 have intermeshing and non-contacting "sealing lips" 16 and are formed from a plastic or from another electrically non-conductive material A path is formed between these sealing lips 16, which, however, is significantly longer than the length the opening 9. The distance to be traveled by the coal dust in the housing interior 5 is thus significantly extended by the labyrinth seal 13, resulting in the sealing effect.
  • Labyrinth seal on a larger number of successively arranged, intermeshing sealing lips As a result, the path to be traveled by the coal dust is additionally lengthened and the sealing effect is increased.

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Abstract

The invention relates to a rotating electric machine (100) comprising the following elements: a housing part (6) with an opening (9), a rotor (1) with a rotor sheet stack (3) arranged in an inner part of the housing (5) of the electric machine (100) and mounted on a rotor shaft (2) which extends out from the housing part (6) through the opening (9); a plurality of slip rings (7) mounted on the rotor shaft (2), outside the housing of the inner chamber (5); a blade wheel (10) which is mounted on the rotor shaft (2) and rotationally fixed thereto, arranged outside of the inner part of the housing (5) between the inner part of the housing (5) and the slip rings (7), which is used to generate an air flow for guiding the dust away from the opening (9) and the slip rings (7).

Description

Beschreibung description
Rotierende elektrische Maschine Rotating electrical machine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor oder einen Generator. Sie betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer solchen rotierenden elektrischen Maschine. The present invention relates to a rotary electric machine, in particular an electric motor or a generator. It further relates to a motor vehicle with such a rotating electrical machine.
In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend Elektromotoren verbaut. Sie werden dabei insbesondere als im Antriebsstrang vollintegrierte Antriebsmotoren oder in Hybridanwendungen beispielsweise als Startergeneratoren eingesetzt. Dabei kommen zum Teil fremderregte Synchronmaschinen zum Einsatz, die einen Rotor aus einem mit einer Erregerwicklung versehenen Blechpaket aufweisen. Dabei sind die Enden der Erregerwicklung über zwei Schleifringe, die auf der Rotorwelle angeordnet sind, herausgeführt. Über Kohlebürsten wird die ErregerSpannung an die Erregerwicklung angelegt. Die beiden Schleifringe zusammen mit dem sie tragenden Grundkörper werden häufig auch einfach „Schleifring" genannt. In modern motor vehicles are increasingly installed electric motors. They are used in particular as drive trains fully integrated in the drive train or in hybrid applications, for example as starter generators. In some cases, externally excited synchronous machines are used which have a rotor made of a laminated core provided with a field winding. The ends of the excitation winding via two slip rings, which are arranged on the rotor shaft, led out. The excitation voltage is applied to the excitation winding via carbon brushes. The two slip rings together with the basic body carrying them are often simply called "slip rings".
Bei derartigen rotierenden elektrischen Maschinen tritt das Problem auf, dass der Abrieb der Bürsten in das Motorinnere eindringt. Dieser Staub aus elektrisch leitenden Teilchen kann sich beispielsweise als leitfähige Schicht auf Maschinenelementen absetzen und zu elektrisch leitenden Kriechstrecken führen . In such rotary electric machines, the problem arises that the abrasion of the brush penetrates into the engine interior. This dust of electrically conductive particles can settle, for example as a conductive layer on machine elements and lead to electrically conductive creepage distances.
Die DE 10014310 AI offenbart eine schwimmende Spaltdichtung zur Abdichtung des Gehäuse-Innenraums. Eine derartige Dichtung kann zwar das Eindringen von Staub in den Gehäuse-Innenraum erschweren, es besteht jedoch der Bedarf, den Gehäuse-Innenraum noch besser gegen das Eindringen von Bürstenstaub zu schützen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, bei der auf technisch einfache und gleichzeitig besonders wirkungsvolle Weise das Eindringen von Bürstenstaub in den Gehäuse-Innenraum möglichst weitgehend verhindert wird. DE 10014310 AI discloses a floating gap seal for sealing the housing interior. Although such a seal may make it difficult to penetrate dust in the housing interior, there is a need to protect the housing interior even better against the ingress of brush dust. The object of the invention is therefore to provide a rotating electrical machine in which the penetration of brush dust into the housing interior is prevented as much as possible in a technically simple and at the same time particularly effective manner.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine rotierende elektrische Maschine angegeben, die folgendes aufweist: According to one aspect of the invention, there is provided a rotary electric machine comprising:
- ein Gehäuseteil mit einer Öffnung,  a housing part with an opening,
- einen Rotor mit einem in einem Gehäuse-Innenraum der elektrischen Maschine und auf einer durch die Öffnung aus dem Gehäuseteil herausgeführten Rotorwelle angeordneten Rotorblechpaket ;  a rotor having a rotor core arranged in a housing interior of the electric machine and on a rotor shaft guided out through the opening out of the housing part;
- eine Anzahl von außerhalb des Gehäuse-Innenraums auf der Rotorwelle angeordneten Schleifringen;  a number of slip rings arranged outside the housing interior on the rotor shaft;
- zwischen dem Gehäuse-Innenraum und den Schleifringen ist außerhalb des Gehäuse-Innenraums auf der Rotorwelle ein mit der Rotorwelle drehfest verbundenes Schaufelrad angeordnet, das zum Erzeugen eines Luftstroms zum Wegführen von Staub von der Öffnung und/oder den Schleifringen dient.  - Between the housing interior and the slip rings outside of the housing interior space on the rotor shaft rotatably connected to the rotor shaft paddle wheel is arranged, which serves to generate an air flow for the removal of dust from the opening and / or the slip rings.
Unter einem Schaufelrad wird dabei hier und im Folgenden eine mit der Rotorwelle rotierende Einrichtung verstanden, die Schaufeln oder andere Strömungsleitelemente aufweist, um im Betrieb eine Luftströmung zu erzeugen. Das Schaufelrad ist außerhalb des Gehäuse-Innenraums und damit auf der zu den Schleifringen gewandten Seite von Gehäuseteilen, die den Gehäuse-Innenraum abgrenzen und an denen die Rotorwelle gelagert sein kann, angeordnet. Es kann beispielsweise im Bürstenraum angeordnet sein . Here, a paddle wheel is understood here and below to mean a device which rotates with the rotor shaft and has blades or other flow guide elements in order to generate an air flow during operation. The impeller is outside the housing interior and thus on the side facing the slip rings of housing parts which delimit the housing interior and on which the rotor shaft can be mounted, arranged. It can be arranged, for example, in the brush compartment.
Bei einer derartigen rotierenden elektrischen Maschine kann das Eindringen von anfallendem Bürstenstaub in das Motorinnere dadurch verhindert werden, dass der Staub von einer durch das Schaufelrad erzeugten Luftströmung weggetragen wird. Dazu ist das Schaufelrad derart ausgebildet und angeordnet, dass an den Bürsten anfallender Staub durch die im Betrieb erzeugte Luftströmung beispielsweise im Wesentlichen radial von der Rotorwelle nach außen weggetragen wird oder dass eine Luftströmung erzeugt wird, die von der Öffnung, durch die die Rotorwelle aus dem Gehäuse-Innenraum herausgeführt ist, weg gerichtet ist. In such a rotating electric machine, the penetration of accumulating brush dust into the engine interior be prevented by the fact that the dust is carried away by an air flow generated by the paddle wheel. For this purpose, the impeller is designed and arranged such that dust accumulating on the brushes is carried away, for example, substantially radially from the rotor shaft to the outside by the airflow generated during operation, or that an air flow is generated from the opening through which the rotor shaft emerges Housing interior is led out, is directed away.
Bei dieser Ausführungsform werden Staubteilchen, bevor sie in den Gehäuse-Innenraum eindringen können, im Wesentlichen abgeführt. Mittels des sich mitdrehenden Schaufelrads ist ein Luftstrom verhältnismäßig einfach zu erzeugen. In this embodiment, dust particles are substantially removed before they can penetrate into the housing interior. By means of the co-rotating paddle wheel, an air flow is relatively easy to produce.
Der durch das Schaufelrad erzeugte Luftstrom kann auch zur Kühlung von Elementen außerhalb des Gehäuse-Innenraums und gegebenenfalls von den Gehäuse-Innenraum begrenzenden Gehäuseteilen beitragen, weil er einen Temperaturausgleich bewirkt. The air flow generated by the impeller may also contribute to the cooling of elements outside the housing interior and possibly of the housing interior bounding housing parts, because it causes a temperature compensation.
In einer Ausführungsform ist zwischen dem Gehäuse-Innenraum und den Schleifringen zumindest eine Labyrinthdichtung vorgesehen. In one embodiment, at least one labyrinth seal is provided between the housing interior and the slip rings.
Unter einer Labyrinthdichtung wird hier und im Folgenden eine berührungsfreie Dichtung verstanden, deren Dichtwirkung auf der deutlichen Verlängerung des Weges durch das Labyrinth beruht . Die Wegverlängerung kann durch ein Ineinandergreifen von Formelementen auf der Rotorwelle und einem feststehenden Gehäuseteil erreicht werden. Under a labyrinth seal is here and below understood a non-contact seal whose sealing effect is based on the significant extension of the path through the labyrinth. The path extension can be achieved by a meshing of form elements on the rotor shaft and a fixed housing part.
Bei einer derartigen rotierenden elektrischen Maschine kann das Eindringen von anfallendem Bürstenstaub in das Motorinnere dadurch verhindert werden, dass der vom Staub zurückzulegende Weg bis in den Gehäuse-Innenraum deutlich verlängert und mit Labyrinthwindungen versehen wird, was ein ungehindertes Eindringen des Staubs durch die Öffnung verhindert. In such a rotating electric machine, the penetration of accumulating brush dust into the engine interior can be prevented by the distance traveled by the dust way up into the housing interior and significantly extended Labyrinthwindungen is provided, which prevents unimpeded penetration of dust through the opening.
Die Labyrinthdichtung kann insbesondere als Mehrrillen-Labyrinthdichtung ausgebildet sein und mehrere in Reihe hintereinander geschaltete Dichtelemente aus miteinander kämmenden Formelementen aufweisen. The labyrinth seal may in particular be designed as a multi-groove labyrinth seal and have a plurality of series-connected in series sealing elements of intermeshing mold elements.
In einer Ausführungsform ist die Labyrinthdichtung aus Formelementen auf der Rotorwelle und mit diesen kämmenden Formelementen an einem Gehäuseteil ausgebildet, wobei die Formelemente eine Oberfläche aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, aufweisen. Dabei können die Formelemente auch vollständig aus Kunststoff ausgebildet sein. In one embodiment, the labyrinth seal is formed from molded elements on the rotor shaft and with these combing mold elements on a housing part, wherein the mold elements have a surface made of an electrically insulating material, for example plastic. The mold elements may also be formed entirely from plastic.
Das Gehäuseteil weist typischerweise eine Öffnung zur Durchführung der Rotorwelle auf. In dieser Öffnung kann die The housing part typically has an opening for the passage of the rotor shaft. In this opening, the
Labyrinthdichtung konzentrisch um die Rotorwelle herum angeordnet sein. Labyrinth seal be arranged concentrically around the rotor shaft around.
Das Vorsehen einer Labyrinthdichtung erhöht zusätzlich die Dichtwirkung und ergänzt damit die Wirkung des Schaufelrads vorteilhaft . The provision of a labyrinth seal additionally increases the sealing effect and thus advantageously complements the effect of the paddle wheel.
Dabei können das Schaufelrad und/oder die Labyrinthdichtung innerhalb eines Bürstenraums angeordnet sein, der die Rotorwelle im Bereich der Schleifringe und Bürsten umgibt. In this case, the impeller and / or the labyrinth seal can be arranged within a brush space which surrounds the rotor shaft in the region of the slip rings and brushes.
In einer Ausführungsform ist das Schaufelrad der In one embodiment, the paddle wheel is the
Labyrinthdichtung staubstromseitig vorgeschaltet. Bei dieser Ausführungsform gelangt ein von den Schleifringen kommender Staubstrom somit zunächst in den Wirkungsbereich des Schaufelrads, das einen großen Teil der Staubteilchen aus dem kritischen Bereich entfernt. Lediglich ein stark ausgedünnter Staubstrom trifft somit noch auf die Labyrinthdichtung. Labyrinth seal upstream dust flow side. In this embodiment, coming from the slip rings dust flow thus enters first in the sphere of action of the paddle wheel, which is a large part of the dust particles from the critical area away. Only a very dense dust flow thus still hits the labyrinth seal.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Schaufelrad der Labyrinthdichtung staubstromseitig nachgeschaltet. Es können auch mehrere Schaufelräder und/oder Labyrinthdichtungen vorgesehen sein. In an alternative embodiment, the impeller of the labyrinth seal downstream of the dust flow side. It can also be provided several paddle wheels and / or labyrinth seals.
Wenn die Schleifringe als trockenlaufende Schleifringe aus- gebildet sind, ist der Einsatz des Schaufelrad und gegebenenfalls auch der Labyrinthdichtung besonders vorteilhaft. If the slip rings are designed as dry-running slip rings, the use of the paddle wheel and possibly also of the labyrinth seal is particularly advantageous.
In einer Ausführungsform ist das Schaufelrad auf die Rotorwelle aufsteckbar. Bei dieser Ausführungsform kann das Schaufelrad bei der Montage einfach auf die Rotorwelle aufgesteckt werden, so dass kaum zusätzlicher Montageaufwand notwendig ist. In one embodiment, the impeller is attachable to the rotor shaft. In this embodiment, the impeller can be easily attached to the rotor shaft during assembly, so that little additional installation effort is necessary.
In einer Ausführungsform ist die rotierende elektrische Maschine als Elektromotor ausgebildet. Sie kann auch als Generator ausgebildet sein oder sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar sein. In one embodiment, the rotating electric machine is designed as an electric motor. It can also be designed as a generator or be operable both as a motor and as a generator.
Derartige rotierende elektrische Maschinen eignen sich für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Sie können sowohl als im Antriebs sträng vollintegrierte Antriebsmotoren, beispielsweise als Radnaben- oder Achsmotoren, als auch beispielsweise als Startergeneratoren eingesetzt werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird deshalb ein Kraftfahrzeug angegeben, das die beschriebene rotierende elektrische Maschine aufweist. Das Kraftfahrzeug kann dabei als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Such rotating electrical machines are suitable for use in a motor vehicle. They can be used both as drive in the drive fully integrated drive motors, for example as wheel or axle motors, as well as, for example, as a starter generators. According to one aspect of the invention, therefore, there is provided a motor vehicle having the described rotary electric machine. The motor vehicle can be designed as an electric or hybrid vehicle.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Figur 1 zeigt schematisch einen Rotor für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und Figur 2 zeigt schematisch einen Rotor für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures. Figure 1 shows schematically a rotor for a rotary electric machine according to a first embodiment of the invention and Figure 2 shows schematically a rotor for a rotary electric machine according to a second embodiment of the invention.
Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical parts are provided in both figures with the same reference numerals.
Figur 1 zeigt einen Rotor 1 für eine elektrische Maschine 100, die als fremderregte Synchronmaschine ausgebildet ist. Der Stator der elektrischen Maschine 100 ist nicht gezeigt. Der Rotor 1 umfasst ein auf einer Rotorwelle 2 angeordnetes Rotorblechpaket 3. FIG. 1 shows a rotor 1 for an electric machine 100, which is designed as a separately excited synchronous machine. The stator of the electric machine 100 is not shown. The rotor 1 comprises a rotor laminated core 3 arranged on a rotor shaft 2.
Das Rotorblechpaket 3 ist in einem Gehäuse-Innenraum 5 angeordnet. Die Rotorwelle 2 ist in dem Gehäuse-Innenraum 5 drehbar gelagert, wobei nur ein Lager 4 dargestellt ist. Die Rotorwelle 2 ist durch eine Öffnung 9 in einem Gehäuseteil 6, beispielsweise einem Lagerschild, aus dem Gehäuse-Innenraum 5 herausgeführt. The rotor core 3 is arranged in a housing interior 5. The rotor shaft 2 is rotatably mounted in the housing interior 5, wherein only one bearing 4 is shown. The rotor shaft 2 is led out of the housing interior 5 through an opening 9 in a housing part 6, for example a bearing plate.
Außerhalb des Gehäuse-Innenraums 5 sind auf der Rotorwelle 2 zwei Schleifringe 7 angeordnet, über die mittels Kohlebürsten 8 die ErregerSpannung an nicht gezeigte Erregerwicklungen des Rotors 1 angelegt wird. Outside the housing interior 5, two slip rings 7 are arranged on the rotor shaft 2, via which the exciter voltage is applied to the excitation windings of the rotor 1, not shown, by means of carbon brushes 8.
Eine nicht gezeigte Schleifringkapsel kann die Schleifringe 7 und die Kohlebürsten 8 und somit den Bürstenraum 12 umgeben. A slip ring capsule, not shown, can surround the slip rings 7 and the carbon brushes 8 and thus the brush space 12.
Im Betrieb des Rotors 1 wird im Bürstenraum 12 elektrisch leitender Kohlestaub von den Kohlebürsten 8 erzeugt. Durch die Öffnung 9 kann beispielsweise der Kohlestaub in den Gehäu- se-Innenraum 5 dringen, sich dort als elektrisch leitende Schicht absetzen und zu Kriechströmen führen. During operation of the rotor 1, electrically conductive carbon dust is generated by the carbon brushes 8 in the brush chamber 12. Through the opening 9, for example, the coal dust in the housing Se interior 5 penetrate there settle as an electrically conductive layer and lead to leakage currents.
Um dies zu verhindern, weist der Rotor 1 im Bereich der Öffnung 9 auf der Rotorwelle 2 ein Schaufelrad 10 auf. Das Schaufelrad 10 ist drehfest mit der Rotorwelle 2 verbunden, rotiert im Betrieb also mit dieser mit. Es erzeugt dabei einen Luftstrom, der Staubteilchen von der Öffnung 9 wegträgt. In der Öffnung 9 ist eine Einlaufkontur 11 vorgesehen, die die Wirkung des Schaufelrads 10 unterstützt. Die Einlaufkontur 11 kann insbesondere am zu den Schleifringen 7 gewandten Ende der Öffnung 9 einen größeren Durchmesser freilassen als an dem zum Gehäuse-Innenraum 5 gewandten Ende, um das Abblasen von Koh- lestaub zu erleichtern und das Abströmen der Luft zu verbessern. To prevent this, the rotor 1 has a paddle wheel 10 in the region of the opening 9 on the rotor shaft 2. The paddle wheel 10 is rotatably connected to the rotor shaft 2, so in operation with this rotates. It generates an air flow, which carries away dust particles from the opening 9. In the opening 9 an inlet contour 11 is provided which supports the action of the paddle wheel 10. In particular, the inlet contour 11 can leave a larger diameter at the end of the opening 9 facing the slip rings 7 than at the end facing the housing interior 5 in order to facilitate the venting of carbon dust and to improve the outflow of the air.
Figur 2 zeigt den Rotor 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten ersten dadurch, dass zusätzlich zum Schaufelrad 10 noch eine Labyrinthdichtung 13 vorgesehen ist, um das Eindringen von Staub in den Gehäuse-Innenraum 5 zu verhindern. Dabei ist das Schaufelrad 10 der Labyrinthdichtung 13 staubstromseitig vorgeschaltet, wird also von in Richtung des Gehäuse-Innenraums 5 strömender Luft zuerst passiert. FIG. 2 shows the rotor 1 according to a second embodiment. This embodiment differs from the first shown in Figure 1 in that in addition to the paddle wheel 10 is still a labyrinth seal 13 is provided to prevent the ingress of dust into the housing interior 5. In this case, the paddle wheel 10 of the labyrinth seal 13 is upstream of the dust flow side, that is, it is first passed by air flowing in the direction of the housing interior 5.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist das Schaufelrad 10 der Labyrinthdichtung 13 staubstromseitig nachgeschaltet. Es können auch mehrere Schaufelräder 10 und/oder In one embodiment, not shown, the paddle wheel 10 of the labyrinth seal 13 downstream of the dust flow side. It can also be several paddle wheels 10 and / or
Labyrinthdichtungen 13 vorgesehen sein. Labyrinth seals 13 may be provided.
Die Labyrinthdichtung 13 ist durch ein erstes Formelement 14 ausgebildet, das mit dem Gehäuseteil 6 verbunden und in der Öffnung 9 angeordnet ist, sowie durch ein zweites Formelement 15, das drehfest mit der Rotorwelle 2 verbunden ist. Die Formelemente 14, 15 weisen miteinander kämmende und einander nicht berührende „Dichtlippen" 16 auf und sind aus einem Kunststoff oder aus einem anderen elektrisch nicht leitenden Werkstoff ausgebildet. Zwischen diesen Dichtlippen 16 hindurch ist ein Pfad gebildet, der jedoch deutlich länger ist als die Länge der Öffnung 9. Die vom Kohlestaub in den Gehäuse-Innenraum 5 zurückzulegende Strecke ist somit durch die Labyrinthdichtung 13 deutlich verlängert, woraus sich die Dichtwirkung ergibt. The labyrinth seal 13 is formed by a first mold element 14 which is connected to the housing part 6 and arranged in the opening 9, and by a second mold element 15 which is non-rotatably connected to the rotor shaft 2. The mold elements 14, 15 have intermeshing and non-contacting "sealing lips" 16 and are formed from a plastic or from another electrically non-conductive material A path is formed between these sealing lips 16, which, however, is significantly longer than the length the opening 9. The distance to be traveled by the coal dust in the housing interior 5 is thus significantly extended by the labyrinth seal 13, resulting in the sealing effect.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform weist die In an embodiment not shown, the
Labyrinthdichtung eine größere Anzahl von hintereinander angeordneten, miteinander kämmenden Dichtlippen auf. Dadurch wird der durch den Kohlestaub zurückzulegende Weg zusätzlich ver- längert und die Dichtwirkung erhöht. Labyrinth seal on a larger number of successively arranged, intermeshing sealing lips. As a result, the path to be traveled by the coal dust is additionally lengthened and the sealing effect is increased.
Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Although at least one exemplary embodiment has been shown in the foregoing description, various changes and modifications may be made. The above embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a scheme for practicing at least one example embodiment, and various changes may be made in the operation and arrangement of elements described in an exemplary embodiment without departing from
Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äguivalente zu verlassen. Bezugszeichenliste Scope of the attached claims and their legal equivalents. LIST OF REFERENCE NUMBERS
100 rotierende elektrische Maschine100 rotating electrical machine
1 Rotor 1 rotor
2 Rotorwelle  2 rotor shaft
3 Rotorblechpaket  3 rotor core
4 Lager  4 bearings
5 Gehäuse-Innenraum  5 housing interior
6 Gehäuseteil  6 housing part
7 Schleifring  7 slip ring
8 Kohlebürste  8 carbon brush
9 Öffnung  9 opening
10 Schaufelrad  10 paddle wheel
11 Einlaufkontur  11 inlet contour
12 Bürstenraum  12 brush room
13 Labyrinthdichtung  13 labyrinth seal
14 erstes Formelement  14 first mold element
15 zweites Formelement  15 second mold element
16 Dichtlippe  16 sealing lip

Claims

Rotierende elektrische Maschine (100), die folgendes aufweist : A rotary electric machine (100) comprising:
- ein Gehäuseteil (6) mit einer Öffnung (9),  - A housing part (6) having an opening (9),
- einen Rotor (1) mit einem in einem Gehäuse-Innenraum (5) der elektrischen Maschine (100) und auf einer durch die Öffnung (9) aus dem Gehäuseteil (6) herausgeführten Rotorwelle (2) angeordneten Rotorblechpaket (3); - A rotor (1) with a in a housing interior (5) of the electric machine (100) and on a through the opening (9) from the housing part (6) led out rotor shaft (2) arranged rotor core (3);
- eine Anzahl von außerhalb des Gehäuse-Innenraums (5) auf der Rotorwelle (2) angeordneten Schleifringen (7) ;- A number of outside the housing interior (5) on the rotor shaft (2) arranged slip rings (7);
- zwischen dem Gehäuse-Innenraum (5) und den Schleifringen (7) ist außerhalb des Gehäuse-Innenraums (5) auf der Rotorwelle (2) ein mit der Rotorwelle (2) drehfest verbundenes Schaufelrad (10) angeordnet, das zum Erzeugen eines Luftstroms zum Wegführen von Staub von der Öffnung (9) und/oder den Schleifringen (7) dient. - Between the housing interior (5) and the slip rings (7) outside of the housing interior (5) on the rotor shaft (2) with the rotor shaft (2) rotatably connected paddle wheel (10) arranged to generate an air flow for removing dust from the opening (9) and / or the slip rings (7).
Rotierende elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Gehäuse-Innenraum (5) und den A rotary electric machine (100) according to claim 1, wherein between the housing interior (5) and the
Schleifringen (7) zumindest eine Labyrinthdichtung (13) vorgesehen ist. Slip rings (7) at least one labyrinth seal (13) is provided.
Rotierende elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1 oderA rotary electric machine (100) according to claim 1 or
2, wobei das Schaufelrad (10) und/oder die 2, wherein the paddle wheel (10) and / or the
Labyrinthdichtung (13) innerhalb eines Bürstenraums (12) angeordnet sind. Labyrinth seal (13) within a brush space (12) are arranged.
Rotierende elektrische Maschine (100) nach Anspruch 2 oderA rotary electric machine (100) according to claim 2 or
3, wobei das Schaufelrad (10) der Labyrinthdichtung (13) staubstromseitig vorgeschaltet ist. 3, wherein the paddle wheel (10) of the labyrinth seal (13) upstream of the dust flow side.
5. Rotierende elektrische Maschine (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Schaufelrad (10) der Labyrinthdichtung (13) staubstromseitig nachgeschaltet ist. 5. Rotary electric machine (100) according to claim 2 or 3, wherein the paddle wheel (10) of the labyrinth seal (13) downstream of the dust flow side.
6. Rotierende elektrische Maschine (100) nach einem der 6. Rotary electric machine (100) according to one of
Ansprüche 3 bis 5, wobei die Labyrinthdichtung (13) als Mehrrillen-Labyrinthdichtung ausgebildet ist.  Claims 3 to 5, wherein the labyrinth seal (13) is designed as a multi-groove labyrinth seal.
7. Rotierende elektrische Maschine (100) nach einem der 7. Rotary electric machine (100) according to one of
Ansprüche 2 bis 6, wobei die Labyrinthdichtung (13) aus Formelementen (15) auf der Rotorwelle (2) und mit diesen kämmenden Formelementen (14) an einem Gehäuseteil (6) ausgebildet ist, wobei die Formelemente (14, 15) eine Oberfläche aus einem elektrisch isolierenden Material aufweisen .  Claims 2 to 6, wherein the labyrinth seal (13) of the form elements (15) on the rotor shaft (2) and with these combing mold elements (14) on a housing part (6) is formed, wherein the mold elements (14, 15) has a surface an electrically insulating material.
8. Rotierende elektrische Maschine (100) nach einem der 8. Rotary electric machine (100) according to one of
Ansprüche 1 bis 7, wobei das Schaufelrad (10) auf die Rotorwelle (2) aufsteckbar ist.  Claims 1 to 7, wherein the paddle wheel (10) on the rotor shaft (2) can be plugged.
9. Rotierende elektrische Maschine (100) nach einem der 9. Rotary electric machine (100) according to one of
Ansprüche 1 bis 7, die als Elektromotor ausgebildet ist.  Claims 1 to 7, which is designed as an electric motor.
10. Kraftfahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. 10. Motor vehicle with a rotating electrical machine (100) according to one of claims 1 to 9.
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