电机以及具有该电机的车辆的制作方法

本发明涉及一种电机以及具有该电机的车辆。

背景技术：

在电机、例如发电机或者电动机运行时，在电机中发生放热，放热导致电机的温度升高。因此，用于电机的最大允许温度导致，限制可由电机持久提供的功率。因此必要的是，电机应在其运行时进行冷却。在此，电机的转子的冷却尤其是困难的。

传统上通过如下方式冷却转子，转子配备有构成空心的轴，在电机运行时液体在该轴内流动。但是在此不利的是，存在从转子的径向外侧直至液体的长的导热路径。此外，设置在轴内部中的表面是小的，该表面与液体接触并且经由该表面将热量从转子传递到液体上。此外，在叠片组设置在轴上的情况下，在轴与叠片组之间的边界面对于导热是热阻。因此总体上通过构成空心的轴使转子冷却，不利地收效甚微。

技术实现要素：

因此本发明的目的是，实现一种电机以及具有该电机的车辆，其中，电机、尤其是该电机的转子能被有效冷却。

按本发明的电机具有转子，该转子包括：空心轴，该空心轴在其内部限定沿轴向方向延伸的空心轴轴向通道，在电机运行时冷却流体能流入到该空心轴轴向通道中；设置在空心轴的径向外部上的转子叠片组，该转子叠片组具有两个轴向端侧；以及轴向通道，该轴向通道由转子叠片组限定，沿轴向方向从转子叠片组的所述两个端侧之中的一个延伸至转子叠片组的所述两个端侧之中的另一个，该轴向通道与空心轴轴向通道导流地连接，使得在电机运行时冷却流体能从空心轴轴向通道经由轴向通道流动到各端侧上并且能通过离心力在轴向通道下游朝径向外部流动。因此，冷却流体直接与叠片组接触并且从而能使得该叠片组有效地冷却。此外，省去在空心轴与转子叠片组之间的边界面，该边界面作为向冷却流体导热的障碍。此外可能的是，这样设置轴向通道，使得向冷却流体导热的导热路径在转子内是短的，因此冷却同样是有效的。因为冷却流体经由叠片组导回，所以在轴内的导回是不必要的，使得该轴能在径向方向上短地构成。

电机优选具有定子，该定子设置在转子的径向外部，该定子具有定子叠片组和电导体绕组，该定子叠片组具有两个轴向端侧，定子叠片组的各轴向端侧与转子叠片组的各轴向端侧对齐地设置，并且电导体在定子叠片组的各轴向端侧上从定子叠片组出来并且在定子叠片组的径向外部构成绕组头，使得在轴向通道的下游可朝径向外部流动的冷却流体能遇到定子的绕组头并且因此能使该绕组头冷却。因此采用冷却流体，以便不仅能冷却转子而且冷却定子的绕组头。

优选的是，轴向通道设置在空心轴与转子叠片组之间并且被空心轴和转子叠片组限定。从而在运行时在轴向通道中流动的冷却流体不仅能冷却空心轴而且能冷却叠片组。在此优选的是，空心轴和/或转子叠片组具有凹部，该凹部构成轴向通道。

替选地优选，轴向通道在径向方向上在内部和外部由转子叠片组限定。从而转子叠片组能尤其有效地被冷却。尤其优选的是，轴向通道设置在转子叠片组的径向内侧与径向外侧之间的中间处。因此向轴向通道导热的导热路径在转子叠片组内能够最小化。

优选设有多个轴向通道，所述轴向通道在圆周方向上均匀分布地设置。因此转子能在圆周方向上被均匀冷却，因此能够避免在转子中尤其热的点。

优选的是，转子具有径向通道，轴向通道经由径向通道与空心轴轴向通道导流地连接。如果电机具有多个轴向通道，那么对于每个轴向通道来说可以设置一个相应的径向通道，该径向通道使得相应的轴向通道与空心轴轴向通道导流地连接。

转子叠片组通常具有圆柱内直经，该内直径略小于转子轴的相应的外直径。在叠片组热装到转子轴上的情况下，由于通过加热转子叠片和/或冷却轴而引起的热扩张，形成抗旋转的机械的压配合。但是因此非常精确的制造公差和费时且昂贵的炉中处理是必要的。

替选地，转子叠片组的各个叠片可以具有多个围绕内直径分布的凹部。因此产生了中断否则通常的圆孔的锯齿图案。锯齿在此有利地这样设置，使得在将叠片堆叠成叠片组时总是一个凹部和一个锯齿彼此重叠。这具有如下优点，即叠片的各锯齿在装配在轴上时可以具有弹性并且叠片组和转子轴因此能在较小的温差中接合在一起，这简化并且加速了工艺。此外在制造锯齿/凹部的同时也能简单地集成导流的轴向通道。

优选的是，电机具有机壳，该机壳围住转子和定子。因此能保护转子和定子免受环境影响，并且此外从转子叠片组的各端侧出来的冷却流体能被收集。在此优选的是，机壳具有设置在机壳的下端上的通孔，冷却流体能经由该通孔从机壳出来。因此，从转子叠片组的各端侧出来的冷却流体能汇集并且紧接着又能流入到空心轴中。

机壳优选具有壳体冷却通道，为了冷却机壳，另外的冷却流体能流过该壳体冷却通道，尤其电机设置成用于使得具有水和乙二醇的混合物流过壳体冷却通道。

因此从转子叠片组的各端侧出来的冷却流体能被冷却并且从而已经又能继续适用于流入到空心轴中，以便再次冷却电机。

优选的是，冷却流体是不导电的。因此，如果绕组头的电导体不是电绝缘的，那么绕组头本身可以用冷却流体冷却。冷却流体优选是油、尤其是变速器油。

电机优选是电动机、尤其是用于车辆的电动机。

按本发明的车辆具有按本发明的电机，该车辆具有输送装置，该输送装置设置成用于使得冷却流体流入到空心轴中，该输送装置尤其设置成用于输送车辆的变速器油。

附图说明

下面借助于示意的附图更详细地解释本发明。附图显示按本发明的电机的纵剖视图。

具体实施方式

如由附图可见，电机1、例如用于车辆的电动机具有在电机1运行时可旋转的转子4和固定的定子5。转子4具有空心轴2和设置在空心轴2内部中的并且沿轴向方向延伸的空心轴轴向通道9，该空心轴轴向通道被空心轴2限定并且在电机1运行时冷却流体能流入到该空心轴轴向通道中。冷却流体可以是不导电的。例如冷却流体可以是油并且尤其对于电机安装在车辆中的情况可以是变速器油。另外，转子4具有转子叠片组3，该转子叠片组径向朝外安置在空心轴2上。转子4具有永久磁铁和/或用于产生磁场的电导体，这些永久磁铁和/或电导体置入到转转子叠片组3中。转子叠片组3具有第一轴向端侧34和第二轴向端侧35，这些轴向端侧沿轴向方向是转子叠片组3的外端部。可考虑的是，转子叠片组3在其外端部上具有端盘。在这种情况中，各轴向端侧是端盘的位于外部的端部。此外可考虑的是，在各轴向端侧34、35上设置转子绕组头或者短路环。另外，转子4具有轴向通道11，该轴向通道被转子叠片组3限定，沿轴向方向从转子叠片组3的所述两个端侧之中的一个34延伸至转子叠片组3的所述两个端侧之中的另一个35，该轴向通道与空心轴轴向通道9导流地连接，使得在电机1运行时冷却流体能从空心轴轴向通道9经由轴向通道11流动到两个端侧34、35上并且能通过离心力在轴向通道11的下游朝径向外部流动。

为了冷却流体流入到空心轴轴向通道9中，电机1具有固定的管14，该管与空心轴2同轴地设置并且以管14的一个纵端部设置在空心轴2的一个纵端部中，使得冷却流体能经由管14流入到空心轴轴向通道9中。为了密封在管14与空心轴2之间的环形缝隙，在管14的径向外侧与空心轴2的径向内侧之间设置缝隙密封件15。管14的内直径可以等于空心轴轴向通道9的直径，因此冷却流体尽可能不分离地并且因此能以尽可能小的流动阻力从管14进入到空心轴轴向通道9中。

如由附图可见的，转子4具有两个轴向通道11，所述轴向通道沿圆周方向对置地设置。在此，轴向通道11的任意其他的数量也是可考虑的，各轴向通道尤其在圆周方向上均匀分布地设置。空心轴轴向通道9基本上从空心轴2的一个纵向端部延伸直至转子叠片组3的轴向中心处。对于每个轴向通道11，一个径向通道10从转子叠片组3的轴向中心处延伸，相应的轴向通道11经由该径向通道与空心轴轴向通道9导流地连接。可考虑的是，转子叠片组3具有多个突起、尤其是锯齿，这些突起从转子叠片组3的径向内侧伸出，并且空心轴2具有多个凹部，这些凹部制入到空心轴2的径向外侧中，这些突起嵌入到凹部中并且至少一个所述径向通道10在所述突起之中的一个内部延伸。各突起可以在转子叠片组3的彼此相继的叠片中错开地设置。因此能够简化转子4的装配过程。

按附图的轴向通道11设置在空心轴2与转子叠片组3之间并且被空心轴2在径向内部限定并且被转子叠片组3在径向外部限定。因此按附图，转子叠片组3在其径向内侧3上具有凹部，该凹部构成轴向通道11。附加地或者替选地也可考虑，空心轴2在其径向外侧上具有凹部，该凹部构成轴向通道11。

替选地，轴向通道11也能这样设置，使得该轴向通道沿径向方向在内部和外部被转子叠片组3限定，这意味着，该轴向通道完全被转子叠片组3限定。尤其轴向通道11能基本上设置在转子叠片组3的径向内侧的和叠片组3的径向外侧的中心处。

附图显示，电机1具有定子5，该定子设置在转子4的径向外部。定子5具有定子叠片组6。定子叠片组6具有第一轴向端侧36和第二轴向端侧37，这些轴向端侧沿轴向方向设置在定子叠片组6的外端部上。在此，定子叠片组6的第一轴向端侧36与转子叠片组3的第一轴向端侧34在同一个轴位置中并且对齐地设置，并且定子叠片组6的第二轴向端侧37与转子叠片组3的第二轴向端侧35在同一个轴位置中并且对齐地设置。另外，定子5具有电导体绕组，该电导体绕组在定子叠片组6的各轴向端侧36、37上从定子叠片组6出来并且沿轴向在定子叠片组6的外部构成绕组头7。从而在电机1运行时，在轴向通道11的下游可朝径向外部流动的冷却流体流到绕组头7上并且从而冷却该绕组头。

如由附图可见的，电机1具有机壳8，该机壳围住转子4和定子5，并且此外设置成用于使得冷却流体在其从转子叠片组3的各轴向端侧34、35出来的下游被收集。为了继续引导被机壳8收集的冷却流体，机壳8具有设置在机壳8的下端上的通孔12，经由该通孔，冷却流体能从机壳8出来。此外，机壳8带有第一轴承18和第二轴承19，这些轴承在两个不同的轴向位置中可旋转地支承空心轴2。

另外附图显示，机壳8具有壳体冷却通道17，为了冷却机壳8，另外的冷却流体能流过该壳体冷却通道。例如电机1可设置成用于，在其运行时，使得具有水和乙二醇的混合物作为冷却流体流过壳体冷却通道17。

冷却流体的冷却流体流13的循环在电机1运行时如下实现：冷却流体在进入到管14中之后流动到空心轴轴向通道9中，并且紧接着经由径向通道10流动到轴向通道11中。在轴向通道11中冷却流体流13分开，以便流动至转子叠片组3的第一轴向端侧34和第二轴向端侧35。在这里，冷却流体从轴向通道11出来，通过在电机1运行时存在的离心力朝径向外部输送并且在这里流到绕组头7上。紧接着，通过重力，冷却流体汇集在机壳8的底部上。多个孔设置在机壳8的底部上，这些孔经由排出通道16与通孔12连接。为了冷却流体经由通孔从机壳8导出并且流动到管14中，在通孔12的下游并且在管14的上游可以设置输送装置。尤其在电机安置在车辆中的情况下，输送装置可设置成用于输送变速器油。为了冷却流体在其流入到管14之前进行冷却，在通孔12的下游并且在管14的上游设置换热器38。换热器38如在附图中描述的那样可通过另外的冷却流体进行冷却。在此，所述另外的冷却流体的冷却流体流20这样设置，使得冷却流体首先流过换热器38并且紧接着流过机壳8。

附图标记列表

1电机

2空心轴

3转子叠片组

4转子

5定子

6定子叠片组

7绕组头

8机壳

9空心轴轴向通道

10径向通道

11轴向通道

12通孔

13冷却流体流

14管

15缝隙密封件

16抽吸通道

17壳体冷却通道

18第一轴承

19第二轴承

20另外的冷却流体的冷却流体流

27齿轮

34转子叠片组的第一端侧

25转子叠片组的第二端侧

36定子叠片组的第一端侧

37定子叠片组的第二端侧

38换热器