DE102018211204A1 - Electric machine with integrated cooling - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine E-Maschine (1) umfassend eine Welle (2), auf der ein Rotorblechpaket (3) angebracht ist, wobei an dem Rotorblechpaket (3) zusätzlich ein Sprühkörper (4) zum Versprühen von Kühlungsfluid vorgesehen ist, der zumindest einen Fluidkanal (5) aufweist, an dessen radial innerem Ende ein Kühlungsfluid zuführbar ist, insbesondere durch die Welle (2), und an dessen radial äußeren Ende das Kühlungsfluid zur Kühlung der E-Maschine (1) austreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Ende des Fluidkanals (5) in axialer Richtung derart außerhalb des Wickelkopfs angeordnet ist, dass das aus dem Fluidkanal (5) austretende Kühlungsfluid zumindest mittelbar auf einen radial äußeren Umfangsbereich (8) eines Wickelkopfes (6) eines Stators (7) der E-Maschine (1) förderbar ist.

The invention relates to an electric machine (1) comprising a shaft (2) on which a rotor laminated core (3) is attached, with a spray body (4) for spraying cooling fluid being provided on the laminated rotor core (3) has a fluid channel (5), at the radially inner end of which a cooling fluid can be supplied, in particular through the shaft (2), and at the radially outer end of which the cooling fluid for cooling the electric machine (1) can escape, characterized in that the The radially outer end of the fluid channel (5) is arranged in the axial direction outside the winding head in such a way that the cooling fluid emerging from the fluid channel (5) is at least indirectly applied to a radially outer peripheral region (8) of a winding head (6) of a stator (7) of the E -Machine (1) is conveyable.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine E-Maschine mit einer integrierten Kühlung. Unter einer E-Maschine wird insbesondere ein Elektromotor verstanden. Außerdem wird der Begriff E-Maschine insbesondere synonym zu dem Ausdruck „elektrische Maschine“ verwendet.The present invention relates to an electric machine with integrated cooling. An electric machine is understood to mean in particular an electric motor. In addition, the term e-machine is used synonymously with the term “electrical machine”.

Aus dem Stand der Technik sind fluidgekühlte elektrische Maschinen bekannt. Beispielsweise offenbar die DE 10 2010 038 529 A1 eine solche elektrische Maschine mit integrierter Fluidkühlung. Zur Kühlung von rotierenden elektrischen Maschinen wird üblicherweise die sog. „Sprühkühlung“ eingesetzt. Hierbei wird ein Kühlungsfluid über eine oder mehrere Düsen auf die zu kühlenden Oberflächen aufgespritzt. Die dazu benötigte Kraft wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Kühlungsfluid über eine Hohlwelle zugeführt wird und von der Hohlwelle radial nach außen geschleudert werden kann.Fluid-cooled electrical machines are known from the prior art. For example, apparently DE 10 2010 038 529 A1 such an electrical machine with integrated fluid cooling. So-called “spray cooling” is usually used to cool rotating electrical machines. Here, a cooling fluid is sprayed onto the surfaces to be cooled via one or more nozzles. The force required for this is achieved in particular in that the cooling fluid is supplied via a hollow shaft and can be flung radially outward from the hollow shaft.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße E-Maschine ermöglicht ein optimales und insbesondere gleichmäßiges Kühlen von sich erhitzenden Bereichen der E-Maschine. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Kühlung auf einer radialen Außenseite des Wickelkopfs des Stators durchgeführt wird. Wird, wie im Stand der Technik, das Kühlungsfluid aus einer Hohlwelle radial nach außen geschleudert, so kann dies nur die radialen inneren Flächen des Wickelkopfs erreichen. Die radialen Außenflächen und die Stirnflächen werden nicht aktiv gekühlt. Somit ergibt sich durch das aktive Kühlen der radialen Außenflächen des Wickelkopfs gemäß der erfindungsgemäßen E-Maschine eine vorteilhaftere und gleichmäßigere Kühlung als im Stand der Technik.The electric machine according to the invention enables optimal and in particular uniform cooling of heating areas of the electric machine. This is achieved in particular in that the cooling is carried out on a radial outside of the winding head of the stator. If, as in the prior art, the cooling fluid is thrown radially outward from a hollow shaft, this can only be achieved by the radial inner surfaces of the winding head. The radial outer surfaces and the end faces are not actively cooled. The active cooling of the radial outer surfaces of the end winding according to the electric machine according to the invention thus results in more advantageous and more uniform cooling than in the prior art.

Die erfindungsgemäße E-Maschine umfasst eine Welle, auf der ein Rotorblechpaket angebracht ist. An dem Rotorblechpaket wiederum ist ein Sprühkörper angeordnet. Bevorzugt ist der Sprühkörper ebenfalls auf der Welle benachbart zu dem Rotorblechpaket angeordnet. Insbesondere ist sowohl das Rotorblechpaket als auch das Sprühkörper über einen Pressverband mit der Welle drehfest gekoppelt. Der Sprühkörper dient zum Versprühen von Kühlungsfluid und umfasst einen Fluidkanal, durch den das Kühlungsfluid förderbar ist. Das Kühlungsfluid wird insbesondere durch die Welle bereitgestellt. Von der Welle kann das Kühlungsfluid zu dem Fluidkanal gelangen, um so von dem Fluidkanal in der E-Maschine verteilt zu werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Kühlungsfluid durch den Fluidkanal zu einem radial äußeren Umfangsbereich eines Wickelkopfs eines Stators der E-Maschine förderbar ist. Dazu ist das Kühlungsfluid dem Fluidkanal an dessen radial innerem Ende zuführbar, wobei das Kühlungsfluid aus dem Fluidkanal aus dessen radial äußerem Ende austreten kann. Zumindest das radial äußere Ende des Fluidkanals ist axial derart angeordnet, dass das austretende Kühlungsfluid durch den Fluidkanal zumindest mittelbar auf den äußeren Umfangsbereich des Wickelkopfs förderbar ist. Insbesondere liegt das radial äußere Ende des Fluidkanals axial auswärts des Wickelkopfs. Insbesondere ist vorgesehen, dass die E-Maschine ein Innenläufermotor ist. Der Stator weist üblicherweise eine Statorwicklung auf, wobei sich beim Aufwickeln eines Drahts auf einen Statorgrundkörper Wickelköpfe ergeben. Das Aufwickeln kann insbesondere auch mittels Steckwicklungen erfolgen. Die Wickelköpfe heizen sich im Betrieb der E-Maschine auf und sind insbesondere zu kühlen. Durch den Fluidkanal des Sprühkörpers ist dabei sichergestellt, dass insbesondere eine Außenseite, die sich radial von der Welle weg erstreckt oder/und auch eine stirnseitige Fläche des Wickelkopfs, optimal gekühlt werden. Durch den Fluidkanal kann das Kühlungsfluid somit optimal innerhalb der E-Maschine verteilt werden, um eine effektive Kühlung der E-Maschine, insbesondere des Stators der E-Maschine, sicherzustellen.The electric machine according to the invention comprises a shaft on which a rotor laminated core is attached. A spray body is in turn arranged on the rotor laminated core. The spray body is preferably also arranged on the shaft adjacent to the rotor laminated core. In particular, both the rotor laminated core and the spray body are non-rotatably coupled to the shaft via a press fit. The spray body is used to spray cooling fluid and comprises a fluid channel through which the cooling fluid can be conveyed. The cooling fluid is provided in particular by the shaft. The cooling fluid can reach the fluid channel from the shaft so as to be distributed by the fluid channel in the electric machine. In particular, it is provided that the cooling fluid can be conveyed through the fluid channel to a radially outer peripheral region of a winding head of a stator of the electric machine. For this purpose, the cooling fluid can be fed to the fluid channel at its radially inner end, wherein the cooling fluid can emerge from the fluid channel from its radially outer end. At least the radially outer end of the fluid channel is arranged axially in such a way that the emerging cooling fluid can be conveyed through the fluid channel at least indirectly onto the outer peripheral region of the winding head. In particular, the radially outer end of the fluid channel lies axially outward of the winding head. In particular, it is provided that the electric machine is an internal rotor motor. The stator usually has a stator winding, with winding heads being produced when a wire is wound onto a stator base body. The winding can in particular also take place by means of plug-in windings. The winding heads heat up during operation of the electric machine and are particularly cool. The fluid channel of the spray body ensures that, in particular, an outer side that extends radially away from the shaft and / and also an end face of the winding head are optimally cooled. Through the fluid channel, the cooling fluid can thus be optimally distributed within the electric machine in order to ensure effective cooling of the electric machine, in particular the stator of the electric machine.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The dependent claims contain preferred developments of the invention.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Fluidkanal einen Radialabschnitt aufweist. Der Radialabschnitt ist bis auf Höhe des äußeren Umfangbereichs des Wickelkopfes ausgebildet. Somit kann der Fluidkanal das Kühlfluid bis auf Höhe des äußeren Umfangbereichs des Wickelkopfs fördern. Das Kühlungsfluid kann dadurch den äußeren Umfangsbereich des Wickelkopfs sicher und zuverlässig erreichen, so dass eine Kühlung des Wickelkopfs auch an seiner radialen äußeren Seite ermöglicht ist.It is preferably provided that the fluid channel has a radial section. The radial section is formed up to the level of the outer peripheral region of the winding head. The fluid channel can thus convey the cooling fluid up to the level of the outer peripheral region of the end winding. The cooling fluid can thereby safely and reliably reach the outer peripheral region of the winding head, so that cooling of the winding head is also possible on its radial outer side.

Besonders bevorzugt weist die E-Maschine ein Gehäuse auf. Das Gehäuse umschließt das Rotorblechpaket und den Stator. Der äußere Umfangbereich des Stators ist somit benachbart zu dem Gehäuse ausgebildet und weist zu einer Innenseite des Gehäuses. Der Radialabschnitt des Fluidkanals ist insbesondere derart ausgerichtet, dass das aus dem Fluidkanal austretende Kühlungsfluid unmittelbar auf das Gehäuse trifft. Der austretende Strahl aus Kühlungsfluid ist somit auf das Gehäuse gerichtet. Von dem Gehäuse kann besagter Strahl umgelenkt werden, um zu dem äußeren Umfangsbereich des Wickelkopfs zu gelangen. Der aus dem Fluidkanal austretende Strahl aus Kühlungsfluid ist somit als Prallstrahl ausgebildet, dessen Prallwirkung an dem Gehäuse zum Umlenken und zum Erreichen des äußeren Umfangsbereichs des Wickelkopfs dient. Das Gehäuse kann bevorzugt derart gestaltet werden, dass die Umlenkung bestmöglich zielgerichtet erfolgt. Insbesondere ist eine im Gehäuse umlaufende Aussparung vorgesehen, wodurch der Großteil des Kühlmittels an ein gewünschtes, vordefiniertes Ziel geleitet wird.The electric machine particularly preferably has a housing. The housing encloses the rotor laminated core and the stator. The outer peripheral region of the stator is thus formed adjacent to the housing and points to an inside of the housing. The radial section of the fluid channel is in particular aligned such that the cooling fluid emerging from the fluid channel hits the housing directly. The emerging jet of cooling fluid is thus directed onto the housing. Said beam can be deflected by the housing in order to reach the outer peripheral region of the winding head. The jet of cooling fluid emerging from the fluid channel is thus designed as an impact jet, the impact effect of which on the housing serves to deflect and to reach the outer peripheral region of the end winding. The housing can preferably be designed in such a way that the deflection takes place in the best possible way. In particular, a circumferential recess is provided in the housing, as a result of which the majority of the coolant is directed to a desired, predefined target.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Fluidkanal einen Axialabschnitt zusätzlich zu dem Radialabschnitt aufweist. Der Axialabschnitt schließt unmittelbar an den zuvor beschriebenen Radialabschnitt an. Somit ist der Axialabschnitt insbesondere auf Höhe des äußeren Umfangsbereichs des Wickelkopfs ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist der Axialabschnitt derart angeordnet, dass dieser einen axial größeren Abstand zu dem Rotorblechpaket aufweist als der äußere Umfangsbereichs des Wickelkopfs. Durch den Axialabschnitt kann ein aus dem Fluidkanal austretender Strahl des Kühlfluids unmittelbar auf den äußeren Umfangsbereich treffen. Der austretende Strahl ist somit direkt auf den äußeren Umfangsbereich des Wickelkopfs gerichtet. Somit kann der Strahl aus Kühlungsfluid den äußeren Umfangsbereich des Wickelkopfs effektiv kühlen.In an alternative embodiment it is provided that the fluid channel has an axial section in addition to the radial section. The axial section directly adjoins the radial section described above. The axial section is thus formed, in particular, at the level of the outer peripheral region of the winding head. The axial section is particularly advantageously arranged in such a way that it has an axially greater distance from the rotor laminated core than the outer circumferential region of the winding head. Through the axial section, a jet of the cooling fluid emerging from the fluid channel can strike the outer peripheral region directly. The emerging beam is thus directed directly onto the outer circumferential area of the winding head. Thus, the jet of cooling fluid can effectively cool the outer peripheral area of the winding head.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Sprühkörper einen Zusatzfluidkanal auf. Der Zusatzfluidkanal ist in seiner Wirkweise parallel zu dem zuvor beschriebenen Fluidkanal geschaltet. Durch den Zusatzfluidkanal ist das Kühlungsfluid, das insbesondere von der Welle bereitgestellt ist, zu einem radial inneren Umfangsbereich des Wickelkopfes förderbar. Der innere Umfangsbereich ist gegenüberliegend dem äußeren Umfangsbereich angeordnet. Insbesondere ist der innere Umfangsbereich derjenige Bereich des Wickelkopfs, der zu der Welle hinweist. Durch den Fluidkanal und den Zusatzfluidkanal ist somit erreicht, dass der gesamte Wickelkopf radial beidseitig gekühlt wird. Dadurch ist vermieden, dass sich große Temperaturunterschiede in dem Wickelkopf ergeben, da aufgrund der beidseitigen Kühlung eine einheitliche Wärmeabfuhr erfolgt. Somit werden thermische Belastungen des Wickelkopfs und damit des Stators vermieden.In a further preferred embodiment, the spray body has an additional fluid channel. The mode of operation of the additional fluid channel is connected in parallel to the previously described fluid channel. Through the additional fluid channel, the cooling fluid, which is provided in particular by the shaft, can be conveyed to a radially inner peripheral region of the winding head. The inner peripheral region is arranged opposite the outer peripheral region. In particular, the inner circumferential region is that region of the end winding which points towards the shaft. The fluid channel and the additional fluid channel mean that the entire end winding is cooled radially on both sides. This prevents large temperature differences from occurring in the end winding, since uniform cooling is carried out due to the cooling on both sides. This avoids thermal loads on the end winding and thus on the stator.

Vorteilhafterweise weist der Sprühkörper ausgehend von der Welle eine radiale Erstreckung auf, die zumindest so groß ist wie ein maximaler Abstand des äußeren Umfangsbereichs des Wickelkopfs von der Welle. Auf diese Weise ist erreicht, dass der Fluidkanal das Fluid zuverlässig zu dem äußeren Umfangsbereich des Wickelkopfs führen kann. Damit ist ermöglicht, dass die zuvor beschriebene gleichmäßige Kühlwirkung eintritt. Der Fluidkanal kann einfach und aufwandsarm, wie zuvor beschrieben, entweder radial oder axial aus dem Sprühkörper austreten und damit entweder direkt auf den äußeren Umfangsbereich auftreffen oder über das Gehäuse auf den äußeren Umfangsbereich gelenkt werden.Starting from the shaft, the spray body advantageously has a radial extension that is at least as large as a maximum distance of the outer peripheral region of the winding head from the shaft. In this way it is achieved that the fluid channel can reliably guide the fluid to the outer peripheral region of the end winding. This enables the above-described uniform cooling effect to occur. As previously described, the fluid channel can exit the spray body either radially or axially and with little effort, and thus either strike the outer circumferential region directly or can be directed onto the outer circumferential region via the housing.

Der Sprühkörper kann in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere auf die Welle aufgebrachte Einzelscheiben umfassen. Zwischen den Einzelscheiben ist bevorzugt der zuvor beschriebene Fluidkanal oder Zusatzfluidkanal ausgebildet. Somit lassen sich insbesondere komplexe Formen des Fluidkanals und/oder des Zusatzfluidkanals einfach und aufwandsarm realisieren. Alternativ ist der Sprühkörper ein einziges Scheibenelement, in das die einzelnen Abschnitte des Fluidkanals und/oder Zusatzfluidkanals eingebracht sind. Dies vereinfacht die Montage des Sprühkörpers auf der Welle. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die mehreren Einzelscheiben oder das einzige Scheibenelement durch einen Pressverband auf der Welle befestigt sind.In a preferred embodiment, the spray body can comprise a plurality of individual disks applied to the shaft. The previously described fluid channel or additional fluid channel is preferably formed between the individual disks. In particular, complex shapes of the fluid channel and / or the additional fluid channel can thus be implemented simply and with little effort. Alternatively, the spray body is a single disk element, into which the individual sections of the fluid channel and / or additional fluid channel are introduced. This simplifies the assembly of the spray body on the shaft. It is particularly advantageously provided that the multiple individual disks or the single disk element are attached to the shaft by a press fit.

Vorteilhafterweise ist der Sprühkörper axial benachbart zu dem Rotorblechpaket auf der Welle angebracht. Insbesondere schließt der Sprühkörper direkt an dem Rotorblechpaket an. Ebenso ist möglich, dass zwei Sprühkörper vorhanden sind, wobei jeweils einer der Sprühkörper auf jeweils einer axialen Seite des Rotorblechpakets benachbart zu dem Rotorblechpaket angebracht ist. Werden zwei Sprühkörper verwendet, so lässt sich eine höhere Kühlleistung erreichen, da der Stator auf beiden axialen Seiten gekühlt wird. Durch das unmittelbar benachbarte Anordnen des Sprühkörpers zu dem Rotorblechpaket ist außerdem ein kompakter Aufbau erreicht.The spray body is advantageously mounted axially adjacent to the rotor laminated core on the shaft. In particular, the spray body connects directly to the rotor laminated core. It is also possible for two spray bodies to be present, one of the spray bodies being mounted on an axial side of the rotor lamination stack adjacent to the rotor lamination stack. If two spray bodies are used, a higher cooling capacity can be achieved since the stator is cooled on both axial sides. Due to the immediately adjacent arrangement of the spray body to the rotor laminated core, a compact structure is also achieved.

Die Welle weist bevorzugt einen axialen Anschluss und/oder einen radialen Anschluss auf. Über diesen axialen Anschluss und/oder radialen Anschluss ist eine Verbindung mit einem Reservoir des Kühlungsfluids realisiert. Der axiale Anschluss und/oder der radiale Anschluss erlauben eine fluiddichte Verbindung des stationären Reservoirs mit der rotierenden Welle. Eine Abdichtung kann beispielsweise über eine Stopfbuchse erfolgen. Das Reservoir kann sich innerhalb des zuvor beschriebenen Gehäuses oder auch außerhalb als externes Reservoir befinden. Besonders vorteilhaft weist das Reservoir einen Wärmetauscher auf, um das innerhalb des Reservoirs vorhandene Kühlungsfluid abzukühlen.The shaft preferably has an axial connection and / or a radial connection. A connection to a reservoir of the cooling fluid is realized via this axial connection and / or radial connection. The axial connection and / or the radial connection allow a fluid-tight connection of the stationary reservoir with the rotating shaft. Sealing can take place, for example, using a stuffing box. The reservoir can be located inside the housing described above or outside as an external reservoir. The reservoir particularly advantageously has a heat exchanger in order to cool the cooling fluid present within the reservoir.

Die Welle weist vorteilhafterweise eine Mittelbohrung entlang ihrer Mittelachse auf. Durch die Mittelbohrung ist das Kühlungsfluid, insbesondere aus dem zuvor beschriebenen Reservoir, ansaugbar. Die Mittelbohrung ist mit dem Fluidkanal des Sprühkörpers zur Fluidübertragung gekoppelt. Wird die Welle rotiert, so rotiert auch der Sprühkörper. Der Sprühkörper umfasst den Fluidkanal, der zumindest einen radial verlaufenden Abschnitt umfasst. Durch die Rotation entsteht eine Beschleunigung des Fluids innerhalb des radial verlaufenden Abschnitts, so dass das Fluid in dem radial verlaufenden Abschnitt von der Welle weg transportiert wird. Dies führt zu einem Unterdruck innerhalb der Mittelbohrung der Welle, so dass durch diesen Unterdruck weiteres Kühlungsfluid aus dem Reservoir angesaugt werden kann.The shaft advantageously has a central bore along its central axis. The cooling fluid, in particular from the reservoir described above, can be sucked in through the central bore. The central bore is coupled to the fluid channel of the spray body for fluid transmission. If the shaft is rotated, the spray body also rotates. The spray body comprises the fluid channel, which comprises at least one radially extending section. The rotation causes an acceleration of the fluid within the radially extending section, so that the fluid in the radially extending section is transported away from the shaft. This leads to a negative pressure within the central bore of the shaft, so that can be sucked from the reservoir by this vacuum further cooling fluid.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Mittelbohrung mit einem Versorgungskanal verbunden ist. Besagte Verbindung ist insbesondere durch eine Bohrung senkrecht zu der Mittelachse realisiert. Der Versorgungskanal dient zum Versorgen des Sprühkörpers mit Kühlungsfluid und ist zwischen Welle und Rotorblechpaket oder in der Welle oder in dem Rotorblechpaket ausgebildet. Der Versorgungskanal weist außerdem bevorzugt eine Nutform auf. Somit kann der Versorgungskanal einfach und aufwandsarm gefertigt werden und das Kühlungsfluid zuverlässig an den Sprühkörper übertragen.It is particularly advantageously provided that the central bore is connected to a supply channel. Said connection is realized in particular by a bore perpendicular to the central axis. The supply channel serves to supply the spray body with cooling fluid and is formed between the shaft and the rotor laminated core or in the shaft or in the rotor laminated core. The supply channel also preferably has a groove shape. The supply duct can thus be manufactured easily and with little effort and the cooling fluid can be reliably transferred to the spray body.

Der Versorgungskanal ist vorteilhafterweise entweder in eine Außenfläche der Welle oder in eine Innenfläche des Rotorblechpakets eingebracht. Ebenso ist bevorzugt eine Kombination möglich, so dass der Versorgungskanal sowohl in der Außenfläche der Welle als auch in der Innenfläche des Rotorblechpakets vorhanden ist. Die Innenfläche des Rotorblechpakets liegt dabei an der Außenfläche der Welle an. Ist der Versorgungskanal in die Außenfläche der Welle eingebracht, so erfolgt dies insbesondere durch ein spanabhebendes Fertigungsverfahren, beispielsweise durch Fräsen. Ist der Versorgungskanal hingegen in der Innenfläche des Rotorblechpakets vorhanden, so erfolgt dies insbesondere durch ein Ausstanzen des entsprechenden Kanalverlaufs aus dem Rotorblech. Das Rotorblechpaket ist insbesondere aus gestapelten Blechen, beispielsweise Elektroblechen, gefertigt, wobei die einzelnen Bleche durch Stanzen hergestellt werden. Somit lässt sich der Versorgungskanal in dem Rotorblechpaket einfach und aufwandsarm fertigen.The supply channel is advantageously introduced either into an outer surface of the shaft or into an inner surface of the rotor laminated core. A combination is also preferably possible, so that the supply duct is present both in the outer surface of the shaft and in the inner surface of the rotor laminated core. The inner surface of the laminated rotor core lies against the outer surface of the shaft. If the supply channel is introduced into the outer surface of the shaft, this is done in particular by a machining production process, for example by milling. If, on the other hand, the supply duct is present in the inner surface of the rotor lamination stack, this is done in particular by punching out the corresponding duct profile from the rotor lamination. The rotor laminated core is made in particular from stacked laminations, for example electrical laminations, the individual laminations being produced by stamping. The supply duct in the rotor laminated core can thus be manufactured simply and with little effort.

Der Versorgungskanal ist mit einem Zufuhrkanal des Sprühkörpers gekoppelt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich Versorgungskanal und Zufuhrkanal parallel zueinander erstrecken, wobei die Erstreckungsrichtung dieser Kanäle insbesondere entlang der Mittelachse ist. Der Zufuhrkanal ist in eine Innenseite des Sprühkörpers eingebracht, wobei die Innenseite an der Außenfläche der Welle anliegt. Auch kann der Zufuhrkanal in die Welle eingebracht sein. Von dem Zufuhrkanal wird das Kühlungsfluid zu dem Fluidkanal zugeführt. Dadurch ist eine durchgängige Fluidkommunikation von dem Reservoir bis zu dem Austritt aus dem Fluidkanal ermöglicht. Ein Fördern des Kühlmediums durch diese Fluidstrecke erfolgt dabei ausschließlich durch die Rotation des Sprühkörpers.The supply channel is coupled to a supply channel of the spray body. In particular, it is provided that the supply duct and the supply duct extend parallel to one another, the direction of extension of these ducts being in particular along the central axis. The feed channel is introduced into an inside of the spray body, the inside lying against the outside surface of the shaft. The feed channel can also be introduced into the shaft. The cooling fluid is supplied from the supply channel to the fluid channel. This enables continuous fluid communication from the reservoir to the outlet from the fluid channel. The cooling medium is conveyed through this fluid path exclusively by the rotation of the spray body.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Sprühkörper zur fliehkraftgetriebenen Kühlungsfluidförderung ausgebildet ist. Wird die Welle rotiert, so findet ebenfalls eine Rotation des Sprühkörpers statt. Dadurch kann Kühlmittel durch den Fluidkanal gefördert werden, wobei die treibende Kraft hinter dieser Förderung die Fliehkraft ist. Damit ist das Fördern des Fluids einfach und aufwandsarm ermöglicht.It is preferably provided that the spray body is designed for centrifugal cooling fluid delivery. If the shaft is rotated, the spray body also rotates. This enables coolant to be conveyed through the fluid channel, the driving force behind this conveyance being the centrifugal force. This enables the fluid to be conveyed easily and with little effort.

Die Pumpenlaufräder können insbesondere aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein. Außerdem ist vorteilhaft, wenn die Pumpenlaufräder zusätzlich zu ihrer Funktion der Fluidförderung sowie Fluidleitung auch zum Auswuchten des Rotors verwendet werden. Dies kann additiv oder subtraktiv geschehen. Hierzu wird insbesondere entweder Werkstoff auf das Laufrad aufgeschweißt, geklebt oder genietet oder vom Laufrad abgetragen durch z.B. Bohren oder Fräsen. Beim subtraktiven Wuchten müssen entweder entsprechende Wandstärken vorhanden sein oder an Stellen Material weggenommen werden, wo sich keine Kühlkanäle befinden. Im schlimmsten Fall müsste das Laufrad ein Stück weit gedreht werden, falls die Stelle, an der Material abgetragen werden kann, nicht exakt liegt. Somit entfällt die Notwendigkeit von zusätzlichen Wuchtscheiben.The pump impellers can be made in particular from different materials. It is also advantageous if the pump impellers are used for balancing the rotor in addition to their function of fluid delivery and fluid line. This can be done additively or subtractively. For this purpose, in particular either material is welded, glued or riveted onto the impeller or removed from the impeller by e.g. Drilling or milling. In the case of subtractive balancing, there must either be appropriate wall thicknesses or material must be removed where there are no cooling channels. In the worst case, the impeller would have to be turned a little if the location where material can be removed is not exactly. This eliminates the need for additional balancing disks.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

• 1 eine schematische Abbildung einer E-Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
• 2 eine schematische Abbildung einer E-Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing is:

• 1 a schematic representation of an electric machine according to a first embodiment of the invention, and
• 2 is a schematic illustration of an electric machine according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch eine E-Maschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die E-Maschine 1 umfasst eine Welle 2, die sich entlang einer Mittelachse 100 erstreckt. Die Welle 2 ist als Hohlwelle ausgebildet und weist eine Mittelbohrung 17 auf. Auf der Welle 2 ist ein Rotorblechpaket 3 der E-Maschine 1 angebracht. 1 schematically shows an electric machine 1 according to a first embodiment of the invention. The electric machine 1 includes a wave 2 that extend along a central axis 100 extends. The wave 2 is designed as a hollow shaft and has a central bore 17 on. On the wave 2 is a rotor laminated core 3 the electric machine 1 appropriate.

Das Rotorblechpaket 3 ist insbesondere durch einen Pressverband mit der Welle 2 drehfest gekoppelt. Es ist vorgesehen, dass das Rotorblechpaket 3 Teil eines Rotors ist, der mit einem Stator 7 zusammenwirkt, wobei der Stator 7 Wickelköpfe 6 aufweist, die durch Statorwicklungen gebildet sind. Der Stator 7 ist insbesondere an einem Gehäuse 11 gelagert.The rotor core package 3 is especially through a press association with the shaft 2 non-rotatably coupled. It is envisaged that the laminated rotor core 3 Is part of a rotor with a stator 7 cooperates with the stator 7 winding heads 6 has, which are formed by stator windings. The stator 7 is particularly on a housing 11 stored.

Es ist somit eine elektrische Maschine realisiert, bei der die Welle 2 und das Rotorblechpaket 3 radial innerhalb des Stators 7 angebracht sind und radial innerhalb des Stators 7 um die Mittelachse 100 rotieren. Während des Betriebs der E-Maschine 1 entstehen dabei Wärmeentwicklungen vor allem innerhalb der Wicklungsköpfe 6 des Stators 7.An electrical machine is thus realized in which the shaft 2 and the rotor laminated core 3 radially inside the stator 7 are attached and radially inside the stator 7 around the central axis 100 rotate. During the operation of the electric machine 1 This creates heat, especially within the winding heads 6 of the stator 7 ,

Um die Wickelköpfe 6 des Stators 7 zu kühlen, werden auf die Welle 2 Sprühkörper 4 aufgebracht. 1 zeigt beispielhaft zwei verschiedene Sprühkörper 4, wobei jeweils ein Sprühkörper 4 benachbart zu dem Rotorblechpaket 3 auf der Welle 2 angebracht ist. Es ist insbesondere möglich, einen der beiden Sprühkörper 4 nicht vorzusehen oder einen der beiden Sprühkörper 4 durch einen Sprühkörper des Typs des anderen Sprühkörpers 4 zu ersetzen.Around the winding heads 6 of the stator 7 to be cool on the shaft 2 spray body 4 applied. 1 shows two different spray bodies as an example 4 , each with a spray body 4 adjacent to the rotor core 3 on the wave 2 is appropriate. It is particularly possible to use one of the two spray bodies 4 not to be provided or one of the two spray bodies 4 by one spray body of the type of the other spray body 4 to replace.

Der Sprühkörper 4 kann mehrere einzelne Scheibenelemente 4a, 4b, 4c umfassen. Die einzelnen Scheibenelemente 4a, 4b, 4c werden unabhängig voneinander mit der Welle 2 verbunden, insbesondere durch Pressverband. In einer Alternative kann der Sprühkörper 4 ein einziges Scheibenelement sein, das auf die Welle 2 aufgebracht wird, insbesondere durch einen Pressverband. In jedem Fall ist der Sprühkörper 4 drehfest mit der Welle 2 gekoppelt.The spray body 4 can have several individual disc elements 4a . 4b . 4c include. The individual disc elements 4a . 4b . 4c become independent of each other with the shaft 2 connected, especially by press association. In an alternative, the spray body 4 be a single disc element that is on the shaft 2 is applied, in particular by a press association. In any case, the spray body 4 rotatable with the shaft 2 coupled.

Es ist außerdem vorgesehen, dass der Sprühkörper 4 einen Fluidkanal 5 sowie einen Zusatzfluidkanal 12 aufweist, wobei der Zusatzfluidkanal 12 optional ist. Ist der Sprühkörper 4 ein einheitliches Scheibenelement, so sind diese Fluidkanäle, d.h., der Fluidkanal 5 und der Zusatzfluidkanal 12, durch entsprechende Fertigungsverfahren in den Sprühkörper 4 eingebracht. Beispielsweise können der Fluidkanal 5 und der Zusatzfluidkanal 12 bereits beim Fertigen des Sprühkörpers 4, beispielsweise mittels Spritzguss, berücksichtigt werden. Auch kann der Fluidkanal 5 und der Zusatzfluidkanal 12 nachträglich, beispielsweise durch Bohren, in den Sprühkörper 4 eingebracht werden.It is also contemplated that the spray body 4 a fluid channel 5 and an additional fluid channel 12 has, the additional fluid channel 12 is optional. Is the spray body 4 a uniform disc element, then these are fluid channels, ie, the fluid channel 5 and the additional fluid channel 12 , through appropriate manufacturing processes in the spray body 4 brought in. For example, the fluid channel 5 and the additional fluid channel 12 already during the manufacture of the spray body 4 , for example by means of injection molding. The fluid channel can also 5 and the additional fluid channel 12 subsequently, for example by drilling, into the spray body 4 be introduced.

Ist der Sprühkörper 4 hingegen aus den mehreren einzelnen Einzelscheiben 4a, 4b, 4c zusammengesetzt, so sind der Fluidkanal 5 und der Zusatzfluidkanal 12 bevorzugt zwischen den einzelnen Einzelscheiben 4a, 4b, 4c ausgebildet. In 1 ist gezeigt, wie der Fluidkanal 5 zwischen einer ersten Einzelscheibe 4a und einer zweiten Einzelscheibe 4b ausgebildet ist. Der Zusatzfluidkanal 12 ist zwischen der zweiten Einzelscheibe 4b und einer dritten Einzelscheibe 4c ausgebildet.Is the spray body 4 however, from the several individual disks 4a . 4b . 4c put together, so are the fluid channel 5 and the additional fluid channel 12 preferably between the individual disks 4a . 4b . 4c educated. In 1 is shown as the fluid channel 5 between a first single pane 4a and a second single disc 4b is trained. The additional fluid channel 12 is between the second single pane 4b and a third single disc 4c educated.

Ebenso ist in möglich und in 1 gezeigt, dass zwischen der ersten Einzelscheibe 4a und der zweiten Einzelscheibe 4b sowohl zumindest ein Fluidkanal 5 als auch zumindest ein Zusatzfluidkanal 12 angebracht ist. Die Fluidkanäle 5 und Zusatzfluidkanäle 12 sind dann axial auf derselben Höhe aber radial versetzt angerordnet. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Sprühkörper 4 auch bei einer solchen Konfiguration rotationssymmetrisch ausgebildet ist.It is also possible in and 1 shown that between the first single disc 4a and the second single disc 4b both at least one fluid channel 5 as well as at least one additional fluid channel 12 is appropriate. The fluid channels 5 and additional fluid channels 12 are then arranged axially at the same height but radially offset. It is particularly provided that the spray body 4 is also designed to be rotationally symmetrical in such a configuration.

Durch den Fluidkanal 5 ist das Kühlungsfluid zu einem äußeren Umfangsbereich 8 des Wickelkopfs 6 des Stators 7 förderbar. Der äußere Umfangsbereich 8 liegt einem inneren Umfangsbereich 13 gegenüber und weist in Richtung des Gehäuses 11. Dahingegen weist der innere Umfangsbereich 13 des Wickelkopfs 6 zu der Welle 2. Somit ist der äußere Umfangsbereich 8 des Wickelkopfs 6 für ein Kühlungsfluid nur schwer zu erreichen. Dieses Problem wird durch den Fluidkanal 5 gelöst. Dazu kann der Fluidkanal 5 auf zwei unterschiedliche Arten ausgestaltet sein, wobei jede dieser Ausgestaltungen mit den unterschiedlichen Herstellungsmöglichkeiten des Sprühkörpers 4 kombiniert werden kann.Through the fluid channel 5 is the cooling fluid to an outer peripheral area 8th of the end winding 6 of the stator 7 conveyed. The outer peripheral area 8th is an inner peripheral area 13 opposite and points towards the housing 11 , In contrast, the inner peripheral area 13 of the end winding 6 to the wave 2 , Thus, the outer peripheral area 8th of the end winding 6 difficult to achieve for a cooling fluid. This problem is caused by the fluid channel 5 solved. To do this, the fluid channel 5 be configured in two different ways, each of these configurations with the different manufacturing possibilities of the spray body 4 can be combined.

So ist beispielhaft gezeigt, dass der aus mehreren Einzelscheiben 4a, 4b, 4c zusammengesetzte Sprühkörper 4 einen Fluidkanal 5 aufweist, der einen Radialabschnitt 9 umfasst. Aus dem Radialabschnitt 9 wird das Kühlungsfluid ausgegeben, wobei sich ein Strahl aus Kühlungsfluid bildet. Dabei ist der Radialabschnitt 9 derart angeordnet, dass das Kühlungsfluid strahlförmig unmittelbar auf das Gehäuse 11 geleitet wird. Das Gehäuse 11 wiederum sorgt für ein Umlenken des Strahls aus Kühlungsfluid und ermöglicht dadurch ein Fördern des Kühlungsfluids zu der äußeren Umfangsfläche 8 des Wickelkopfs 6. Der Fluidkanal 5 ist dabei derart ausgebildet, dass dieser zumindest bis auf eine Höhe reicht, die einen größeren Abstand zu der Mittelachse 100 darstellt als ein maximaler Abstand des äußeren Umfangsbereichs 8 des Wickelkopfs 6.It is shown by way of example that of several individual disks 4a . 4b . 4c composite spray body 4 a fluid channel 5 has a radial section 9 includes. From the radial section 9 the cooling fluid is dispensed, forming a jet of cooling fluid. Here is the radial section 9 arranged such that the cooling fluid jet directly onto the housing 11 is directed. The housing 11 in turn, deflects the jet of cooling fluid and thereby enables the cooling fluid to be delivered to the outer peripheral surface 8th of the end winding 6 , The fluid channel 5 is designed in such a way that it extends at least to a height that is a greater distance from the central axis 100 represents as a maximum distance of the outer peripheral region 8th of the end winding 6 ,

Der Sprühkörper 4, dass lediglich aus einem einzigen Scheibenelement hergestellt ist, umfasst zusätzlich zu dem Radialabschnitt 9 wie zuvor beschrieben einen Axialabschnitt 10. Der Axialabschnitt 10 ist unmittelbar anschließend an den Radialabschnitt 9 ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich der Axialabschnitt 10 auf einer Höhe, die radial außerhalb des äußeren Umfangsbereichs 8 des Wickelkopfs 6 angeordnet ist. Verlässt das Kühlungsfluid den Fluidkanal 5, so geschieht dies an dem Axialabschnitt 10. Der Axialabschnitt 10 ist derart ausgerichtet, dass der Strahl aus Kühlungsfluid, der den Fluidkanal 5 verlässt, direkt auf den äußeren Umfangsbereich 8 des Wickelkopfs 6 trifft. Somit ist kein Umlenken an dem Gehäuse 11 notwendig.The spray body 4 that is made only from a single disc element includes in addition to the radial section 9 an axial section as previously described 10 , The axial section 10 is immediately after the radial section 9 educated. In particular, the axial section extends 10 at a height that is radially outside the outer peripheral region 8th of the end winding 6 is arranged. The cooling fluid leaves the fluid channel 5 , this is done on the axial section 10 , The axial section 10 is oriented such that the jet of cooling fluid that flows through the fluid channel 5 leaves, directly to the outer peripheral area 8th of the end winding 6 meets. There is therefore no deflection on the housing 11 necessary.

Wie zuvor bereits beschrieben, ist ebenso ermöglicht, dass der Sprühkörper 4, das aus mehreren Einzelscheiben 4a, 4b, 4c zusammengesetzt ist, zusätzlich den Axialabschnitt 10 aufweist, während bei dem Sprühkörper 4, das als einzelnes Scheibenelement gebildet ist, auf den Axialabschnitt 10 verzichtet werden kann.As previously described, it is also possible for the spray body 4 , which consists of several individual discs 4a . 4b . 4c is composed, in addition, the axial section 10 has while the spray body 4 , which is formed as a single disc element, on the axial section 10 can be dispensed with.

Um das Kühlungsfluid aufzubewahren, ist ein Reservoir 16 vorhanden. Das Reservoir 16 befindet sich außerhalb des Gehäuses 11 der E-Maschine 1. Die Welle 2 weist einen axialen Anschluss 14 auf, durch den die Mittelbohrung 17 mit dem Reservoir 16 gekoppelt ist. Somit erfolgt ein Zuführen von Kühlfluid über den axialen Anschluss 14 zu der Mittelbohrung 17, wodurch eine Kopplung des feststehenden Reservoirs 16 und der sich bewegenden Welle 2 erfolgt. Von der Mittelbohrung 17 gelangt das Kühlungsfluid über eine senkrecht zur Mittelachse 100 verlaufenden Bohrung 18 zu Versorgungskanälen 19. Die Versorgungskanäle 19 sind wahlweise in der Welle 2 und/oder in dem Rotorblechpaket 3 angebracht. So können die Versorgungskanäle 19 in eine Außenfläche 20 der Welle 2 eingebracht werden, alternativ können die Versorgungskanäle 19 in die Innenfläche 21 des Rotorblechpakets 3 eingebracht werden. Innenfläche 21 des Rotorblechpakets 3 und Außenfläche 20 der Welle 2 sind, insbesondere über den zuvor beschriebenen Pressverband, miteinander verbunden und liegen somit aneinander an. Insbesondere vorteilhaft ist das Ausbilden des Versorgungskanals 19 in dem Rotorblechpaket 3, da dies lediglich ein entsprechendes Ausstanzen der einzelnen Bleche, aus denen das Rotorblechpaket 3 üblicherweise gefertigt ist, benötigt. To keep the cooling fluid is a reservoir 16 available. The reservoir 16 is outside the housing 11 the electric machine 1 , The wave 2 has an axial connection 14 on through which the center hole 17 with the reservoir 16 is coupled. Cooling fluid is thus supplied via the axial connection 14 to the center hole 17 , whereby a coupling of the fixed reservoir 16 and the moving wave 2 he follows. From the center hole 17 the cooling fluid passes through a perpendicular to the central axis 100 trending bore 18 to supply channels 19 , The supply channels 19 are optionally in the wave 2 and / or in the rotor laminated core 3 appropriate. So the supply channels 19 in an outer surface 20 the wave 2 can be introduced, alternatively the supply channels 19 in the inner surface 21 of the rotor laminated core 3 be introduced. Inner surface 21 of the rotor laminated core 3 and outside surface 20 the wave 2 are connected to one another, in particular by means of the press association described above, and are therefore in contact with one another. The formation of the supply channel is particularly advantageous 19 in the rotor laminated core 3 , since this is only a corresponding punching out of the individual sheets from which the rotor laminated core 3 is usually required.

Der Versorgungskanal 19 wiederum ist mit einem Zufuhrkanal 22 des Sprühkörpers 4 verbunden. Der Zufuhrkanal 22 dient zum Verbinden des Versorgungskanals 19 mit dem Fluidkanal 5 und dem Zusatzfluidkanal 12. Dazu ist vorgesehen, dass der Zufuhrkanal 22 vorteilhafterweise an einer Innenseite des Sprühkörpers 4 eingebracht ist. Die Innenseite 23 des Sprühkörpers 4 ist dabei ebenfalls über einen Pressverband mit der Welle 2 gekoppelt, so dass ein Kontakt zwischen der Innenseite 23 und der Außenfläche 20 der Welle 2 besteht.The supply channel 19 in turn is with a feed channel 22 of the spray body 4 connected. The feed channel 22 serves to connect the supply channel 19 with the fluid channel 5 and the additional fluid channel 12 , For this purpose, it is provided that the supply channel 22 advantageously on an inside of the spray body 4 is introduced. The inside 23 of the spray body 4 is also in a press association with the shaft 2 coupled so that there is contact between the inside 23 and the outside surface 20 the wave 2 consists.

Wird der Sprühkörper 4 rotiert, so erfolgt zumindest in dem Radialabschnitt 9 ein Fördern des Fluids radial nach außen. Dies sorgt für einen Unterdruck in dem gesamten System, so dass ein Unterdruck in dem Zufuhrkanal 22, in dem Versorgungskanal 19 und in der Mittelbohrung 17 entsteht. Dies führt zu einem Ansaugen von Kühlungsfluid aus dem Reservoir 16.Will the spray body 4 rotates, so takes place at least in the radial section 9 conveying the fluid radially outward. This creates a vacuum in the entire system, causing a vacuum in the feed channel 22 , in the supply channel 19 and in the center hole 17 arises. This leads to suction of cooling fluid from the reservoir 16 ,

Der Zusatzfluidkanal 12 ist bevorzugt derart ausgerichtet, dass dieser zumindest teilweise eine radial verlaufende Komponente umfasst. Somit wird auch durch den Zusatzfluidkanal 12 ein Kühlungsfluid radial nach außen gefördert, was ebenfalls zum Generieren eines Unterdrucks führt. Dadurch ist es nicht notwendig, ein zusätzliches Pumpenelement zum Fördern des Kühlungsmediums bereitzustellen.The additional fluid channel 12 is preferably aligned such that it at least partially comprises a radially extending component. Thus also through the additional fluid channel 12 a cooling fluid is conveyed radially outwards, which also leads to the generation of a negative pressure. As a result, it is not necessary to provide an additional pump element for conveying the cooling medium.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der E-Maschine gezeigt. Grundsätzlich ist das zweite Ausführungsbeispiel identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass das Reservoir 16 nicht außerhalb des Gehäuses 11 angebracht ist, sondern vielmehr innerhalb des Gehäuses 11. Somit ist das Reservoir 16 integraler Bestandteil der E-Maschine 1.In 2 a second embodiment of the electric machine is shown. Basically, the second embodiment is identical to the first embodiment. The only difference is that the reservoir 16 not outside the case 11 is attached, but rather within the housing 11 , So that's the reservoir 16 integral part of the electric machine 1 ,

Außerdem ist ein Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel darin zu sehen, dass anstelle des axialen Anschlusses 14 ein radialer Anschluss 15 vorhanden ist. Dieser ist insbesondere durch Stopfbuchsen gegenüber der Welle 2 abgedichtet. Die Funktionalität des zweiten Ausführungsbeispiels ist identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel.In addition, a difference to the first embodiment can be seen in that instead of the axial connection 14 a radial connection 15 is available. This is particularly by stuffing boxes opposite the shaft 2 sealed. The functionality of the second embodiment is identical to the first embodiment.

Um eine effektive Kühlung der E-Maschine 1 zu gewährleisten, ist außerdem in beiden Ausführungsbeispielen ein Wärmetauscher 24 vorgesehen. Der Wärmetauscher 24 dient zum Entwärmen des Kühlungsfluids, das sich innerhalb des Reservoirs 16 befindet.To effectively cool the electric machine 1 To ensure, is also a heat exchanger in both embodiments 24 intended. The heat exchanger 24 is used to heat the cooling fluid that is inside the reservoir 16 located.

Im Betrieb der E-Maschine 1 wird kontinuierlich Fluid zu dem Wickelkopf gefördert. Dabei erreicht das Kühlungsfluid sowohl den äußeren Umfangsbereich 8 als auch den inneren Umfangsbereich 13. Dies führt zu einer gleichmäßigen und effektiven Kühlung des Wickelkopfs 8, wodurch insbesondere thermische Belastungen des Wickelkopfs 8 vermieden sind.In operation of the electric machine 1 fluid is continuously conveyed to the end winding. The cooling fluid reaches both the outer peripheral region 8th as well as the inner peripheral area 13 , This leads to uniform and effective cooling of the winding head 8th , which in particular causes thermal stress on the end winding 8th are avoided.

Der Sprühkörper 4 kann aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden. Beispielsweise ist ein Gussverfahren oder ein spanendes Herstellen der Sprühkörper 4 möglich. Die geometrische Ausgestaltung der Kühlkanäle 5 und/oder Zusatzfluidkanal 12 kann insbesondere an Herstellungsverfahren angepasst werden, und so geringfügig von den zuvor beschriebenen strengen Ausrichtungen (axial und radial) abweichen. Die Verbindung von Sprühkörpern 4 und Welle 2 erfolgt insbesondere kraftschlüssig über einen Pressverband, wobei auch alternative Verbindungstechniken wie Formschluss und/oder Stoffschluss möglich sind.The spray body 4 can be made from different materials. For example, a casting process or machining the spray body 4 possible. The geometric design of the cooling channels 5 and / or additional fluid channel 12 can in particular be adapted to manufacturing processes, and thus deviate slightly from the strict orientations (axial and radial) described above. The connection of spray bodies 4 and wave 2 takes place, in particular, non-positively via a press fit, whereby alternative connection techniques such as positive locking and / or material locking are also possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102010038529 A1 [0002]DE 102010038529 A1 [0002]

Claims (13)

E-Maschine (1) umfassend eine Welle (2), auf der ein Rotorblechpaket (3) angebracht ist, wobei an dem Rotorblechpaket (3) zusätzlich ein Sprühkörper (4) zum Versprühen von Kühlungsfluid vorgesehen ist, der zumindest einen Fluidkanal (5) aufweist, an dessen radial innerem Ende ein Kühlungsfluid zuführbar ist, insbesondere durch die Welle (2), und an dessen radial äußeren Ende das Kühlungsfluid zur Kühlung der E-Maschine (1) austreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Ende des Fluidkanals (5) in axialer Richtung derart außerhalb des Wickelkopfs angeordnet ist, dass das aus dem Fluidkanal (5) austretende Kühlungsfluid zumindest mittelbar auf einen radial äußeren Umfangsbereich (8) eines Wickelkopfes (6) eines Stators (7) der E-Maschine (1) förderbar ist.E-machine (1) comprising a shaft (2) on which a rotor laminated core (3) is attached, a spray body (4) for spraying cooling fluid, which has at least one fluid channel (5), being additionally provided on the laminated rotor core (3) has, at the radially inner end of a cooling fluid can be supplied, in particular through the shaft (2), and at the radially outer end of the cooling fluid for cooling the electric machine (1) can escape, characterized in that the radially outer end of the fluid channel (5) is arranged in the axial direction outside the winding head in such a way that the cooling fluid emerging from the fluid channel (5) is at least indirectly applied to a radially outer peripheral region (8) of a winding head (6) of a stator (7) of the electric machine (1) is eligible. E-Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (5) einen Radialabschnitt (9) aufweist, der bis auf Höhe des äußeren Umfangsbereichs (8) des Wickelkopfes (6) ausgebildet ist.Electric machine (1) after Claim 1 , characterized in that the fluid channel (5) has a radial section (9) which is formed up to the level of the outer peripheral region (8) of the winding head (6). E-Maschine (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (11), das das Rotorblechpaket (3) und den Stator (7) umschließt, wobei durch den Radialabschnitt (9) ein aus dem Fluidkanal (5) austretender Strahl des Kühlungsfluids auf das Gehäuse (11) gerichtet und von dem Gehäuse (11) zu dem radial äußeren Umfangsbereich (8) umlenkbar ist.Electric machine (1) after Claim 2 , characterized by a housing (11) which encloses the rotor laminated core (3) and the stator (7), wherein a jet of the cooling fluid emerging from the fluid channel (5) is directed onto the housing (11) by the radial section (9) and from the housing (11) can be deflected to the radially outer peripheral region (8). E-Maschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (5) einen Axialabschnitt (10) aufweist, der an den Radialabschnitt (9) anschließt, wobei durch den Axialabschnitt (10) ein aus dem Fluidkanal (5) austretender Strahl des Kühlfluids auf den radial äußeren Umfangsbereich (8) gerichtet ist.Electric machine (1) after Claim 2 , characterized in that the fluid channel (5) has an axial section (10) which adjoins the radial section (9), with a jet of the cooling fluid emerging from the fluid channel (5) onto the radially outer peripheral region () through the axial section (10) 8) is directed. E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (4) einen Zusatzfluidkanal (12) aufweist, wobei durch den Zusatzfluidkanal (12) das Kühlungsfluid zu einem radial inneren Umfangsbereich (13) des Wickelkopfes (6) förderbar ist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray body (4) has an additional fluid channel (12), the cooling fluid through the additional fluid channel (12) to a radially inner peripheral region (13) of the winding head (6) is eligible. E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (4) ausgehend von der Welle (2) eine radiale Erstreckung aufweist, die zumindest so groß ist wie ein maximaler Abstand des äußeren Umfangsbereichs (5) des Wickelkopfes (6) von der Welle (2).Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray body (4), starting from the shaft (2), has a radial extension which is at least as large as a maximum distance from the outer peripheral region (5) of the winding head (6) from the shaft (2). E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (4) mehrere aus auf die Welle (2) aufgebrachte Einzelscheiben (4a, 4b, 4c), zwischen denen der Fluidkanal (5) oder der Zusatzfluidkanal (12) ausgebildet ist, oder ein einziges auf die Welle (2) aufgebrachtes Scheibenelement aufweist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray body (4) has a plurality of individual disks (4a, 4b, 4c) applied to the shaft (2), between which the fluid channel (5) or the additional fluid channel ( 12) is formed, or has a single disk element applied to the shaft (2). E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Sprühkörper (4) axial benachbart zu dem Rotorblechpaket (3) auf der Welle (2) aufgebracht ist oder dass jeweils ein Sprühkörper auf jeder axialen Seite des Rotorblechpakets (3) benachbart zu dem Rotorblechpaket (3) auf der Welle (2) aufgebracht ist.E-machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a single spray body (4) is applied axially adjacent to the rotor lamination stack (3) on the shaft (2) or in that one spray body on each axial side of the rotor lamination stack ( 3) is applied adjacent to the rotor laminated core (3) on the shaft (2). E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) durch einen axialen Anschluss (14) und/oder durch einen radialen Anschluss (15) mit einem Reservoir (16) des Kühlungsfluids verbunden ist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (2) is connected to a reservoir (16) of the cooling fluid by an axial connection (14) and / or by a radial connection (15). E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) eine Mittelbohrung (17) entlang einer Mittelachse (100) der Welle (2) aufweist, über die das Kühlungsfluid ansaugbar ist, wobei die Mittelbohrung (17) mit dem Fluidkanal (5) des Sprühkörpers (4) zur Fluidübertragung gekoppelt ist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (2) has a central bore (17) along a central axis (100) of the shaft (2), via which the cooling fluid can be sucked in, the central bore ( 17) is coupled to the fluid channel (5) of the spray body (4) for fluid transmission. E-Maschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelbohrung (17), insbesondere durch eine Bohrung (18) senkrecht zu der Mittelachse (100), mit einem Versorgungskanal (19) zum Versorgen des Sprühkörpers (4) mit Kühlungsfluid gekoppelt ist, wobei der Versorgungskanal (19) zwischen der Welle (2) und dem Rotorblechpaket (3) oder in der Welle (2) oder in dem Rotorblechpaket (3), insbesondere nutförmig, ausgebildet ist.Electric machine (1) after Claim 10 characterized in that the central bore (17), in particular through a bore (18) perpendicular to the central axis (100), is coupled to a supply channel (19) for supplying the spray body (4) with cooling fluid, the supply channel (19) between the shaft (2) and the rotor core (3) or in the shaft (2) or in the rotor core (3), in particular groove-shaped. E-Maschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungskanal (19) in eine Außenfläche (20) der Welle (2) und/oder in eine an der Außenfläche (20) der Welle (2) anliegende Innenfläche (21) des Rotorblechpakets (3) eingebracht ist, wobei der Versorgungskanal (19) mit einem Zufuhrkanal (22) des Sprühkörpers (4) gekoppelt ist, der in eine an der Außenfläche (20) der Welle (2) anliegenden Innenseite (23) des Sprühkörpers (4) eingebracht ist, und wobei der Zufuhrkanal (22) zum Zuführen des Kühlungsfluids zu dem Fluidkanal (5) oder dem Zusatzfluidkanal (12) ausgebildet ist.Electric machine (1) after Claim 11 , characterized in that the supply duct (19) is introduced into an outer surface (20) of the shaft (2) and / or into an inner surface (21) of the rotor core (3) lying against the outer surface (20) of the shaft (2), wherein the supply channel (19) is coupled to a supply channel (22) of the spray body (4), which is introduced into an inner side (23) of the spray body (4) which bears against the outer surface (20) of the shaft (2), and wherein the Supply channel (22) for supplying the cooling fluid to the fluid channel (5) or the additional fluid channel (12) is formed. E-Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (4) zur fliehkraftgetriebenen Kühlungsfluidförderung ausgebildet ist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray body (4) is designed for centrifugally driven cooling fluid delivery.

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