WO2015117826A2 - Elektrische maschine - Google Patents

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WO2015117826A2
WO2015117826A2 PCT/EP2015/051150 EP2015051150W WO2015117826A2 WO 2015117826 A2 WO2015117826 A2 WO 2015117826A2 EP 2015051150 W EP2015051150 W EP 2015051150W WO 2015117826 A2 WO2015117826 A2 WO 2015117826A2
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Florian FAISTAUER
Thomas Gumpoldsberger
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Magna Powertrain Ag & Co Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/225—Heat pipes

Definitions

  • the present invention relates to an electric machine, comprising a stator and a rotor, wherein the rotor comprises a rotor shaft, which is designed as a hollow shaft, wherein in the hollow shaft, a closed cavity is formed, in which a negative pressure prevails and in which a fluid is received , and wherein the hollow shaft has a heat receiving area (hot zone) and a heat release area (cold zone).
  • the rotor comprises a rotor shaft, which is designed as a hollow shaft, wherein in the hollow shaft, a closed cavity is formed, in which a negative pressure prevails and in which a fluid is received , and wherein the hollow shaft has a heat receiving area (hot zone) and a heat release area (cold zone).
  • Electric machines with a rotor and a stator develop during operation heat, which is dissipate from the interior.
  • heat dissipation and a heat transfer already executed as heat pipes rotor shafts are known.
  • DE 10 2009 051 1 14 A1 describes an electric machine with a hollow shaft of the rotor, which is designed as a closed cavity and filled with a refrigerant. In the cavity, a three-dimensional Tran sport structure is provided which serves to transport the refrigerant. Electric machines with a hollow shaft for heat transport are also known from DE 10 2007 043 656 A1 and GB 1 361 047 A.
  • the object of the invention is to provide an electric machine in relation to the known solutions of improved form.
  • the object of the present invention is to further develop an electrical machine such that a more homogeneous temperature distribution and improved heat dissipation and heat transport are achieved.
  • an electric machine which
  • the electric machine according to the invention is developed in such a way that the shaft carrying the rotor is in turn hollow and designed as a heat pipe (heat pipe).
  • Rotating machine parts generate loss or frictional heat, which can lead to thermal overloading of the component or the associated bearing points.
  • the rotor of an electrical machine as a heat pipe, improved heat transfer from the interior of the machine to the surface is achieved. Overall, a better cooling of the rotor can lead to an increase in the efficiency of the electric machine.
  • the rotation or the centrifugal forces are used in a particularly advantageous manner in order to convey the condensate to the hot side (heat release area).
  • Heat pipes consist of a closed cavity in which there is a negative pressure and containing a small amount of a heat-transporting medium.
  • This medium is, for example, water. Due to the apparent low pressure, the water at the hot end inside the heat pipe evaporates already at a low temperature level. The steam then flows to the cold end and condenses there. Due to the rotation and / or the centrifugal forces during operation of the rotor designed as a heat pipe, the condensate is conveyed back to the hot side.
  • the cavity of the rotor shaft is provided on its inner wall with a structuring, which causes the transport of the condensed cooling liquid by the rotation.
  • this structure comprises, for example, a conically designed inner wall of the rotor shaft or else a variant embodiment in which the inside diameter of the hollow shaft is graduated.
  • 1 shows a section through a rotor shaft designed as a heat conduction tube
  • 2 shows a section through a rotor element designed as a heat element
  • FIG. 3 shows a section through a further exemplary embodiment of a rotor shaft designed as a heat conduction tube
  • FIG. 4 shows a perspective view of the sectional representation according to FIG. 3;
  • Fig. 5 is a perspective view of a sectional view of another embodiment of a heat pipe designed as a rotor shaft.
  • rotor shafts formed as heat pipes heat pipes
  • the rotor shafts can be used in electrical machine and are mounted in a conventional manner via bearings in a housing. On the rotor shafts a rotor is arranged. This basic structure is known and not shown in the drawing.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a rotor shaft 1 of an electrical machine designed as a heat conduction tube.
  • the axis of rotation is shown in dotted lines. The rotation is indicated by the arrow.
  • the rotor shaft 1 is designed as a closed hollow shaft HW.
  • a heat-transporting medium such as a fluid such as water is added.
  • the end portions of the rotor shaft define an evaporation region (hot side H) and a condensation region (the cold side K).
  • the evaporation region H is arranged on the right side of the drawing at the end region of the hollow shaft.
  • the cavity of the rotor shaft has the largest diameter D1 and is cylindrical over a first section A1.
  • a second conical section A2 connects to this first cylindrical section A1. From the sectional view it can be seen that the conical bore 2 is designed to taper to the end region of the rotor shaft, which defines the condensation region.
  • a conical tube 3 is inserted along a section A3.
  • the conical tube 3 is arranged concentrically with the cone introduced into the shaft and ends at a distance from the end region of this cone in the section A2.
  • the arrangement of an additional tube 3, an additional condensation channel 4 is formed in the cavity of the rotor shaft 1. This Condensation channel prevents obstruction of the flow of condensate through the steam Ström.
  • a metal mesh or a metal foam 6 is inserted on the inner lateral surface. This serves at these points to increase the surface area and thus to improve the heat transfer.
  • the inner diameter of the hollow shaft may also be designed starting from the hot side stepped with a smaller diameter to the cold side running.
  • the evaporation region is arranged at the location of the largest inner diameter.
  • the heat-transporting medium flows as condensate in the cavity due to the centrifugal forces to the point of the largest diameter. Heat is now supplied at this point (arrow at H) and the condensate evaporates. Since condensate is subsequently conveyed through the design and arrangement of the conical section, the steam is displaced in the region of the hot side and flows via the steam channel to the points of the heat conduction pipe with the smallest diameter, namely the condensation region.
  • the steam channel is located in the interior of the conical tube 3.
  • the heat is removed (arrow at K), whereby the steam condenses.
  • the condensate now flows back through the condensation channel 4 formed as a gap between the inner conical lateral surface and the outer surface of the conical tube 3 along the section A3 in the direction of the evaporation region.
  • the heat transport or the circulation of the heat-transporting medium is indicated by the arrows.
  • FIG. 4 and 5 show a further embodiment of a heat pipe 1 '.
  • the drawings shows a cylindrical hollow shaft 10, which is carried out closed at the end via cover elements 1 1.
  • a tubular element 12 is concentrically arranged inside the hollow shaft.
  • the tubular element 12 is in each case arranged at a distance from the cover elements 11.
  • a metal foam or a metal fabric is arranged in each case as already described with reference to FIG. This is not shown in the drawing.
  • an Archimedean spiral 15 is arranged.
  • the embodiment shown can only be used for slowly rotating shafts.
  • the Archimedean spiral for the return of the condensate from the cold side to the hot side works only as long as the gravity is greater than the centrifugal forces.
  • the steam channel 16 is bounded by the inner cavity of the tubular element 12.
  • Figure 5 shows a heat pipe in which the tubular member 17 is designed in a perforated design.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a rotor disk 20.
  • This is designed as a flat, hollow disc-shaped element (hollow disk) and also formed closed or sealed.
  • the réelleleitin 20 is filled with a small amount of a heat-transporting medium and is set with a negative pressure.
  • the hot zone H is located in the outer edge region on the outer circumference 21 of the rotor disk with the maximum disk diameter D2.
  • the cold zone or the heat dissipation area / condensation area is arranged in the region of the axis of rotation 22 of the rotor disk 20.
  • metal braids or metal foams M are arranged to increase the surface both in the region of the hot zone H and in the region of the cold zone in the region of the inner wall of the disk-shaped element. This serves the better heat distribution and the uniform distribution of the condensate.
  • the condensate is thrown by centrifugal force to the outside to the hot zone. There, the condensate is vaporized by the introduction of heat through the hot zone and the steam displaced by the coming condensate in the direction of the cold zone. In the cold zone, the steam condenses with heat to the metal mesh or the metal foam in this area and discharge through the cold zone to the outside.
  • additional sheets can also be arranged in the rotor disk. those that form a condensation channel and cause a delimitation of the condensate flow and the vapor stream.
  • the rotor disk 20 described above generally serves for heat transport in the radial direction in rotating components. Possible applications are, for example, rotor blades, brake, clutch discs, electric motors, turbine and compressor rotors.
  • combinations of rotor disks 20 and heat pipes are possible.
  • the heat can first be conducted via a rotor disk in a radial direction to a heat pipe and then transported and discharged via the hot zone of a heat pipe, the heat in the axial direction to the cold zone / heat dissipation area.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine elektrische Maschine, mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle umfasst, die als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei in der Hohlwelle ein abgeschlossener Hohlraum gebildet wird, in dem ein Unterdruck herrscht und in dem ein wärmetransportierendes Medium aufgenommen ist, und wobei die Hohlwelle einen Verdampfungsbereich (Heißzone) und einen Kondensationsbereich (Kaltzone) aufweist und wobei in dem Hohlraum ein Dampfkanal vorgesehen ist, und wobei die Oberfläche des Hohlraums Strukturen aufweist, welche durch die Rotation einen Transport des Kondensats des wärmetransportierenden Mediums bewirken.

Description

Elektrische Maschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle umfasst, die als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei in der Hohlwelle ein abgeschlossener Hohlraum gebildet wird, in dem ein Unterdruck herrscht und in dem ein Fluid aufgenommen ist, und wobei die Hohlwelle einen Wärmeaufnahmebereich (Heißzone) und einen Wärmeabgabebereich (Kaltzone) aufweist.
Elektrische Maschinen mit einem Rotor und einem Stator entwickeln im Betrieb Wärme, welche aus dem Innenbereich abzuführen ist. Für eine Wärmeabfuhr und einen Wärmetransport sind bereits als Wärmeleitrohre ausgeführte Rotorwellen bekannt.
Die DE 10 2009 051 1 14 A1 beschreibt beispielsweise eine elektrische Maschine mit einer Hohlwelle des Rotors, welche als ein geschlossener Hohlraum ausgebildet und mit einem Kältemittel gefüllt ist. In dem Hohlraum ist eine dreidimensionale Tran sportstruktur vorgesehen, welche dem Transport des Kältemittels dient. Elekt- rische Maschinen mit einer Hohlwelle für den Wärmetransport sind ferner aus der DE 10 2007 043 656 A1 und der GB 1 361 047 A bekannt.
Es liegt die Aufgabe zu Grunde, eine elektrische Maschine in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Form bereitzustellen. Insbesondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine elektrische Maschine derart wei- terzubilden, dass eine homogenere Temperaturverteilung und verbesserte Wärmeabfuhr sowie Wärmetransport erzielt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Gemäß der Erfindung ist eine elektrische Maschine vorgesehen, welche Die erfindungsgemäße elektrische Maschine wird derart weitergebildet, dass die den Rotor tragende Welle ihrerseits hohl und als Heat-Pipe (Wärmeleitrohr) ausgeführt ist. Bei rotierenden Maschinenteilen entsteht Verlust- oder Reibungswärme, die zur thermischen Überlastung des Bauteils oder der zugeordneten Lagerstellen führen kann. Durch die Ausführung des Rotors einer elektrischen Maschine als Wärmeleitrohr, wird ein verbesserter Wärmetransport vom Inneren der Maschine an die Oberfläche erzielt. Insgesamt kann eine bessere Abkühlung des Rotors zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der elektrischen Maschine führen. Bei Wärmeleitrohren für rotierende Bauteile wird die Rotation oder die Fliehkräfte in be- sonders vorteilhafter Weise genutzt, um das Kondensat an die Heißseite (Wärmeabgabebereich) zu befördern.
Wärmeleitrohre bestehen aus einem abgeschlossenen Hohlraum in dem ein Unterdruck herrscht und der eine geringe Menge eines wärmetransportierenden Mediums enthält. Dieses Medium ist beispielsweise Wasser. Aufgrund des herr- sehenden Unterdruckes verdampft das Wasser am heißen Ende im Inneren des Wärmeleitrohres bereits bei einem niedrigen Temperaturniveau. Der Dampf strömt dann zum kalten Ende und kondensiert dort. Aufgrund der Rotation und /oder der Fliehkräfte beim Betrieb des als Wärmeleitrohres ausgebildeten Rotors wird das Kondensat wieder an die Heißseite befördert. Bevorzugt ist der Hohlraum der Rotorwelle an seiner Innenwand mit einer Strukturierung versehen, welche durch die Rotation den Transport der kondensierten Kühlflüssigkeit bewirkt.
Diese Struktur umfasst dabei beispielsweise eine konisch ausgeführte Innenwandung der Rotorwelle oder auch eine Ausführungsvariante bei der der Innendurch- messer der Hohlwelle abgestuft ausgeführt ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der elektrischen Maschine werden nachfolgend beispielshalber beschrieben, wobei veranschaulichend auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch eine als Wärmeleitrohr ausgebildete Rotorwelle, Fig. 2 einen Schnitt durch eine als Wärmeleitscheibe ausgebildetes Rotorelement,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines als Wärmeleitrohr ausgebildeten Rotorwelle, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3; und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer als Wärmeleitrohr ausgebildeten Rotorwelle.
Nachfolgend werden anhand der Figuren 1 , 3-5 als Wärmeleitrohre (Heat-Pipes) ausgebildete Rotorwellen beschrieben. Die Rotorwellen können in elektrischen Maschine eingesetzt werden und sind in an sich bekannter Weise über Lagerstellen in einem Gehäuse gelagert. Auf den Rotorwellen ist ein Rotor angeordnet. Dieser grundsätzliche Aufbau ist bekannt und zeichnerisch nicht dargestellt.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer als Wärmeleitrohr ausgebildeter Rotorwelle 1 einer elektrischen Maschine gezeigt. Die Rotationsachse ist strich- punktiert eingezeichnet. Die Rotation ist durch den Pfeil angedeutet. Die Rotorwelle 1 ist als abgeschlossene Hohlwelle HW ausgeführt. In der Hohlwelle ist ein wärmetransportierendes Medium, beispielsweise ein Fluid wie Wasser aufgenommen. In dem Hohlraum herrscht ein Unterdruck.
Die Endbereiche der Rotorwelle definieren einen Verdampfungsbereich (Heißseite H) und einen Kondensationsbereich (die Kaltseite K). Der Verdampfungsbereich H ist auf der rechten Seite der Zeichnung am Endbereich der Hohlwelle angeordnet. Im Verdampfungsbereich besitzt der Hohlraum der Rotorwelle den größten Durchmesser D1 und ist über einen ersten Abschnitt A1 zylindrisch ausgeführt. An diesen ersten zylindrischen Abschnitt A1 schließt sich ein zweiter konischer Ab- schnitt A2 an. Aus der Schnittdarstellung ist ersichtlich, dass die konisch verlaufende Bohrung 2 zum Endbereich der Rotorwelle, die den Kondensationsbereich definiert, hin verjüngend ausgeführt ist. Im Abschnitt A2 ist ein konisches Rohr 3 längs eines Abschnitts A3 eingefügt. Das konische Rohr 3 ist konzentrisch zu dem in die Welle eingebrachten Konus angeordnet und endet beabstandet vom Endbereich dieses Ko- nus im Abschnitt A2. Durch die Anordnung eines zusätzlichen Rohres 3 wird in dem Hohlraum der Rotorwelle 1 ein zusätzlicher Kondensationskanal 4 gebildet. Dieser Kondensationskanal verhindert eine Behinderung des Kondensatflusses durch den Dampf ström.
Ausgehend von den Endbereichen des konischen Rohres 3 bis jeweils zu einer inneren Stirnfläche 5 des Kondensationsbereichs bzw. des Verdampfungsbereichs ist an der inneren Mantelfläche ein Metallgeflecht oder ein Metallschaum 6 eingefügt. Dies dient an diesen Stellen der Vergrößerung der Oberfläche und somit der Verbesserung des Wärmeübergangs.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Innendurchmesser der Hohlwelle auch ausgehend von der Heißseite abgestuft mit kleinerem Durchmesser zu der Kaltseite verlaufend ausgeführt sein.
Wie bereits erläutert, ist der Verdampfungsbereich an der Stelle des größten Innendurchmessers angeordnet. Bei Betrieb der Hohlwelle als Rotor/Rotorwelle in einer elektrischen Maschine fließt das wärmetransportierende Medium als Kondensat im Hohlraum aufgrund der Fliehkräfte zur Stelle des größten Durchmessers. An dieser Stelle wird nun Wärme zugeführt (Pfeil bei H) und das Kondensat verdampft. Da durch die Ausführung und Anordnung des konischen Abschnitts Kondensat nachgefördert wird, wird der Dampf im Bereich der Heißseite verdrängt und strömt über den Dampfkanal zu den Stellen des Wärmeleitrohres mit dem kleinsten Durchmesser, nämlich dem Kondensationsbereich. Der Dampfkanal befindet sich im inneren des konischen Rohres 3. An dem Kondensationsbereich wird dann die Wärme entzogen (Pfeil bei K), wodurch der Dampf kondensiert. Das Kondensat fließt nun über den als Spalt ausgebildeten Kondensationskanal 4 zwischen innerer konischer Mantelfläche und äußerer Mantelfläche des konischen Rohres 3 längs des Abschnitts A3 in Richtung zum Verdampfungsbereich zurück. Der Wärmetransport bzw. die Zirkulation des wärmetrans- portierenden Mediums ist durch die Pfeile angedeutet.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine weitere Ausgestaltung eines Wärmeleitrohres 1 '. Die Zeichnungen zeigt eine zylindrische Hohlwelle 10, welche stirnseitig über Deckelelemente 1 1 abgeschlossen ausgeführt ist. Im Inneren der Hohlwelle ist konzentrisch ein rohrförmiges Element 12 angeordnet. Das rohrförmige Element 12 ist jeweils beabstandet zu den Deckelelementen 1 1 angeordnet. In den Endbereichen d.h. dem Heißbereich und dem Kaltbereich ist jeweils wie zu der Figur 1 bereits beschrieben ein Metallschaum oder ein Metallgewebe angeordnet. Dies ist zeichnerisch nicht dargestellt. Wie es aus den Schnittdarstellungen ersichtlich ist, ist in dem als Ringkanal 14 ausgebildeten Kondensationskanal zwischen dem rohrför- migen Element 12 und der Innenwandung der Hohlwelle 10 eine archimedische Spirale 15 angeordnet. Diese dient dem Kondensattransport von der Kaltseite zur Heißseite. Insgesamt ist die dargestellte Ausgestaltung nur für langsam rotierende Wellen einsetzbar. Die archimedische Spirale zur Rückführung des Kondensats von der Kaltseite zur Heißseite funktioniert nur solange die Gravitation größer als die Fliehkräfte ist. Der Dampfkanal 16 ist durch den inneren Hohlraum des rohr- förmigen Elementes 12 begrenzt.
In Abwandlung zu der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausgestaltung zeigt die Figur 5 ein Wärmeleitrohr, bei dem das rohrförmige Element 17 in gelochter Ausführung ausgestaltet ist.
Die Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Rotorscheibe 20. Diese ist als flaches, hohles scheibenförmiges Element (Hohlscheibe) ausgeführt und ebenfalls abgeschlossen bzw. abgedichtet ausgebildet. Auch die Wärmeleitscheibe 20 ist mit einer geringen Menge eines wärmetransportierenden Mediums befüllt und ist mit einem Unterdruck eingestellt. Die Heißzone H befindet sich im äußeren Randbereich am Außenumfang 21 der Rotorscheibe mit dem maximalen Scheibendurchmesser D2. Die Kaltzone bzw. der Wärmeabgabebereich/Kondensationsbereich ist im Bereich der Rotationsachse 22 der Rotorschei- be 20 angeordnet. Wie es aus der Schnittdarstellung ersichtlich ist, sind sowohl im Bereich der Heißzone H als auch im Bereich der Kaltzone im Bereich der Innenwandung des scheibenförmigen Elementes Metallgeflechte oder Metallschäume M zur Vergrößerung der Oberfläche angeordnet. Dies dient der besseren Wärmeverteilung und der gleichmäßigen Verteilung des Kondensats. Wie bereits zu den rotierenden Wärmeleitrohren gemäß der Figuren 1 , 3-5 beschrieben, wird das Kondensat durch Fliehkraft nach außen zur Heißzone geschleudert. Dort wird das Kondensat durch Einleitung von Wärme über die Heißzone verdampft und der Dampf durch das nachkommende Kondensat in Richtung Kaltzone verdrängt. In der Kaltzone kondensiert der Dampf unter Wärmeabgabe an das Metallgeflecht bzw. den Metallschaum in diesem Bereich und Abgabe über die Kaltzone nach außen. Wie bereits zu den anderen Ausführungsformen beschrieben können auch bei der Rotorscheibe zusätzliche Bleche angeordnet wer- den, die einen Kondensationskanal bilden und eine Abgrenzung des Kondensatflusses und des Dampfstromes bewirken.
Die zuvor beschriebene Rotorscheibe 20 dient allgemein dem Wärmetransport in radialer Richtung bei rotierenden Bauteilen. Einsatzmöglichkeit sind beispielsweise Rotorflügel, Brems-, Kupplungsscheiben, Elektromotoren, Turbinen- und Verdichterrotoren.
In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante sind auch Kombinationen von Rotorscheiben 20 und Wärmeleitrohre möglich. Hierbei kann zunächst über eine Rotorscheibe die Wärme in einer radialen Richtung an ein Wärmeleitrohr geleitet werden und anschließend über die Heißzone eines Wärmeleitrohres die Wärme in axialer Richtung zur Kaltzone / Wärmeabgabebereich transportiert und abgeleitet werden.

Claims

Ansprüche
1 . Elektrische Maschine, mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle (1 , 1 ', 1 ") umfasst, die als Hohlwelle (HW) ausgebildet ist, wobei in der Hohlwelle (HW) ein abgeschlossener Hohlraum gebildet wird, in dem ein Unterdruck herrscht und in dem ein wärmetransportierendes Medium aufgenommen ist, und wobei die Hohlwelle (HW) einen Verdampfungsbereich (Heißzone H) und einen Kondensationsbereich (Kaltzone K) aufweist und wobei in dem Hohlraum ein Dampfkanal (16) vorgesehen ist, und wobei die Oberfläche des Hohlraums Strukturen aufweist, welche durch die Rotation einen Transport des Kondensats des wärmetransportierenden Mediums bewirken.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , wobei der Verdampfungsbereich und der Kondensationsbereich an gegenüberliegenden Endbereichen der Hohlwelle (HW) ausgebildet sind.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , wobei die Struktur als Konisch verlaufende Bohrung (A2) ausgeführt ist und der Konus ausgehend von einem
Durchmesser D1 der im Verdampfungsbereich ausgeführt ist zum Kondensationsbereich hin verjüngend ausgeführt ist.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , wobei die Struktur als abgestuft ausgeführte Bohrung mit zylindrischen Bohrungsabschnitten ausgeführt ist, und der zy- lindrische Bohrungsabschnitt mit dem größten Durchmesser im Verdampfungsbereich ausgeführt ist.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Hohlraum der Rotorwelle (1 ) zwischen Verdampfungsbereich und Kondensa- tionsbereich ein Kondensationskanal vorgesehen ist, der das Kondensat von dem Kondensationsbereich zum Verdampfungsbereich führt.
6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, wobei der Kondensationskanal durch ein beabstandet zu der inneren Mantelfläche der Rotorwelle konzentrisch angeordnetes Rohr (3) gebildet wird.
7. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Hohlraum der Rotorwelle (1 ) im Verdampfungsbereich und/oder im Kondensationsbereich ein Metallgeflecht und/oder ein Metallschaum (6) angeordnet sind.
8. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei längs des Kondensationskanals eine archimedische Spirale (15) zum Transport des Kondensats angeordnet ist.
9. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Rotor eine Rotorscheibe (20) umfasst, die als Hohlscheibe ausgebildet ist, wobei in der Hohlscheibe ein abgeschlossener Hohlraum gebildet wird, in dem ein Unterdruck herrscht und in dem ein wärmetransportierendes Medium aufgenommen ist, und wobei die Hohlscheibe einen am Außenumfang der Rotorscheibe liegenden Verdampfungsbereich (Heißzone) und einen im Bereich der Rotorachse liegenden Kondensationsbereich (Kaltzone) aufweist und wobei in dem Hohlraum ein Dampfkanal vorgesehen ist.
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CN (1) CN105981271A (de)
DE (1) DE102014202056A1 (de)
WO (1) WO2015117826A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018060011A1 (de) * 2016-09-28 2018-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine mit verbesserter kühlung
WO2019038072A1 (de) * 2017-08-21 2019-02-28 Continental Automotive Gmbh Rotor und elektrische maschine

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016209173A1 (de) 2016-05-25 2017-11-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Rotor für eine elektrische Maschine
DE102017214560A1 (de) * 2017-08-21 2019-02-21 Continental Automotive Gmbh Mehrteilige Rotorwelle für eine elektrische Maschine
FR3076118B1 (fr) * 2017-12-21 2019-11-15 Psa Automobiles Sa Arbre refroidi et procede de fabrication d’un arbre
CN108258852A (zh) * 2018-01-31 2018-07-06 华中科技大学 一种转子轴内蒸发冷却高速冷却永磁电机
DE102018208170A1 (de) * 2018-02-23 2019-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung
CN109127345A (zh) * 2018-07-30 2019-01-04 河南太行机械工程科技有限公司 一种用于降低激振器轴承温度的激振器轴及其加工方法
DE102019208293A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 Zf Friedrichshafen Ag Welle für eine elektrische Maschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1361047A (en) 1970-07-10 1974-07-24 Gray V H Method and apparatus for heat transfer in rotating bodies
DE102007043656A1 (de) 2007-09-13 2009-05-07 Siemens Ag Elektrische Maschine
DE102009051114A1 (de) 2009-10-28 2011-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2330121A (en) * 1940-10-04 1943-09-21 Jack & Heintz Inc Motor cooling system
DE1900411B2 (de) * 1969-01-04 1971-06-16 Anordnung zur kuehlung des laeufers einer elektrischen maschine
CH540060A (de) * 1971-07-08 1973-08-15 Buehler Ag Geb Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturegalisierung einer rotierenden Mahlwalze eines Walzenstuhles
US3914630A (en) * 1973-10-23 1975-10-21 Westinghouse Electric Corp Heat removal apparatus for dynamoelectric machines
JPS5471304A (en) * 1977-11-17 1979-06-07 Fujitsu Fanuc Ltd Revolving electric machine with heat pipe for cooling
DE4230379A1 (de) * 1992-09-11 1994-03-17 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine
US5283488A (en) * 1993-02-22 1994-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Rotor cooling structure
US6528909B1 (en) * 1998-01-14 2003-03-04 International Business Machines Corporation Motor shaft having an integral heat pipe
DE102005005283A1 (de) * 2005-02-04 2006-08-17 Siemens Ag Maschinenanlage mit Thermosyphon-Kühlung ihrer supraleitenden Rotorwicklung
DE102008053090A1 (de) * 2008-10-24 2010-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Dynamoelektrische Maschine
US9071098B2 (en) * 2011-03-29 2015-06-30 Asia Vital Components Co., Ltd. Centrifugal heat dissipation device and motor using same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1361047A (en) 1970-07-10 1974-07-24 Gray V H Method and apparatus for heat transfer in rotating bodies
DE102007043656A1 (de) 2007-09-13 2009-05-07 Siemens Ag Elektrische Maschine
DE102009051114A1 (de) 2009-10-28 2011-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018060011A1 (de) * 2016-09-28 2018-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine mit verbesserter kühlung
WO2019038072A1 (de) * 2017-08-21 2019-02-28 Continental Automotive Gmbh Rotor und elektrische maschine

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